SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 146
Descargar para leer sin conexión
Sannsynlighet

     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
                       Sannsynlighet
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                       Stord Vidaregåande skule


                           Våren 2009
Sannsynlighet
                       Stokastiske variable
     Tor Espen
     Kristensen
                       Eksempel 1
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster en terning og lar X =antall øyne.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Stokastiske variable
     Tor Espen
     Kristensen
                       Eksempel 1
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster en terning og lar X =antall øyne.
Forventningsverdi
                       Vi kan regne ut sannsynligheten for de ulike verdiene til X. I
Varians og
standardavvik          dette tilfellet er
Normalfordelingen
                                            1
Sentralgrense-                 P(X = k) =         For alle k ∈ {1, 2, 3, 4, 5, 6}
setningen                                   6
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Stokastiske variable
     Tor Espen
     Kristensen
                       Eksempel 1
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster en terning og lar X =antall øyne.
Forventningsverdi
                       Vi kan regne ut sannsynligheten for de ulike verdiene til X. I
Varians og
standardavvik          dette tilfellet er
Normalfordelingen
                                            1
Sentralgrense-                 P(X = k) =            For alle k ∈ {1, 2, 3, 4, 5, 6}
setningen                                   6
Hypotesetesting
                       Vi kan føre dette opp i en tabell:

                                        k        1      2    3    4   5    6
                                                 1      1    1    1   1    1
                                     P(X = k)    6      6    6    6   6    6
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne.
Binomisk fordeling
                       Hva er P(X = k)?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne.
Binomisk fordeling
                       Hva er P(X = k)?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                           123456
Sentralgrense-
setningen                            1     2    3   4    5   6    7
Hypotesetesting
                                     2     3    4   5    6   7    8
                                     3     4    5   6    7   8    9
                                     4     5    6   7    8   9   10

                                     5     6    7   8    9 10 11

                                     6     7    8   9   10 11 12
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne.
Binomisk fordeling
                       Hva er P(X = k)?
Forventningsverdi
                       Vi ser at
Varians og
standardavvik
                             k         2        3    4    5    6    7    8    9    10   11   12
Normalfordelingen                       1       2     3    4   5     6    5   4     3    2   1
                         P(X = k)      36       36   36   36   36   36   36   36   36   36   36
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting            123456
                       1   2   3   4   5    6    7

                       2   3   4   5   6    7    8
                       3   4   5   6   7    8    9
                       4   5   6   7   8    9   10

                       5   6   7   8   9 10 11

                       6   7   8   9   10 11 12
Sannsynlighet
                       Grafisk framstilling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling       0,15
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik            0,10
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                0,05
Hypotesetesting



                                   2     4   6   8   10   12
Sannsynlighet
                       Grafisk framstilling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling       0,15
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik            0,10
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                0,05
Hypotesetesting



                                    2     4   6   8   10   12
                       Hva er P(X   4)?
Sannsynlighet
                       Grafisk framstilling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling       0,15
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik            0,10
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                0,05
Hypotesetesting



                                      2       4      6       8      10       12
                       Hva er P(X     4)?

                                P(X    4) = P(X = 2) + P(X = 3) + P(X = 4)
                                             2    3     4    9     1
                                          =    +     +    =     =
                                            36 36 36        36     4
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster to mynter og lar X = antall kron.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster to mynter og lar X = antall kron.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik                                  k      0   1   2
Normalfordelingen                          P(X = k)
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster to mynter og lar X = antall kron.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik                                k        0   1    2
                                                      1    2   1
Normalfordelingen                         P(X = k)    4    4   4
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster to mynter og lar X = antall kron.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik                                k        0   1    2
                                                      1    2   1
Normalfordelingen                         P(X = k)    4    4   4
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting




                              0,5                         KM
                             0,25            MM           MK          KK
                                              0            1           2
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske
Stokastiske variable   variabel:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi      Du kaster tre mynter og lar X = antall kron.
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske
Stokastiske variable   variabel:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi      Du kaster tre mynter og lar X = antall kron.
Varians og
standardavvik          Vi kan føre alt opp i en tabell:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen
                                    k   Utfall               P(X = k)
Hypotesetesting                     0
                                    1
                                    2
                                    3
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske
Stokastiske variable   variabel:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi      Du kaster tre mynter og lar X = antall kron.
Varians og
standardavvik          Vi kan føre alt opp i en tabell:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen
                                    k   Utfall               P(X = k)
Hypotesetesting                     0   MMM
                                    1   KMM, MKM, MMK
                                    2   KKM, KMK, MKK
                                    3   KKK
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen
                       Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske
Stokastiske variable   variabel:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi      Du kaster tre mynter og lar X = antall kron.
Varians og
standardavvik          Vi kan føre alt opp i en tabell:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen
                                    k   Utfall               P(X = k)
Hypotesetesting                     0   MMM                1/8 = 0,125
                                    1   KMM, MKM, MMK      3/8 = 0,375
                                    2   KKM, KMK, MKK      3/8 = 0,375
                                    3   KKK                1/8 = 0,125
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Eksempel
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster ti terninger og lar X = antall enere.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Eksempel
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Du kaster ti terninger og lar X = antall enere.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                       Minner om følgende: dersom vi gjør et forsøk n ganger, og
Normalfordelingen
                       det er samme sannsynlighet p for suksess hver gang, så har
Sentralgrense-
                       vi et binomisk forsøk med sannsynlighetsfordeling gitt ved
setningen

Hypotesetesting                                      n k
                                       P(X = k) =      p (1 − p)n−k
                                                     k

                       Vi kan føre dette opp i en tabell!
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable               k   P(X = k)       P(X   k)
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                                   0   0,162           0,162
Varians og
                                   1   0,323           0,485
standardavvik                      2   0,291           0,775
Normalfordelingen
                                   3   0,155           0,930
Sentralgrense-
setningen                          4   0,0543          0,985
Hypotesetesting                    5   0,0130          0,998
                                   6   0,00217         1,000
                                   7   0,000248        1,000
                                   8   0,0000186       1,000
                                   9   0,000000827     1,000
                                  10   0,0000000165    1,000
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling        0,400
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-            0,200
setningen

Hypotesetesting


                                                           f = 1,00
                                  1,00 2,00   3,00   4,00 5,00   6,00 7,00   8,00   9,00 10,00
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for å få minst 4 enere?
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                k    P(X = k)        P(X   k)
standardavvik

Normalfordelingen         0    0,162            0,162
Sentralgrense-            1    0,323            0,485
setningen

Hypotesetesting
                          2    0,291            0,775
                          3    0,155            0,930
                          4    0,0543           0,985
                          5    0,0130           0,998
                          6    0,00217          1,000
                          7    0,000248         1,000
                          8    0,0000186        1,000
                          9    0,000000827      1,000
                          10   0,0000000165     1,000
Sannsynlighet
                       Binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for å få minst 4 enere?
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                k    P(X = k)        P(X   k)
standardavvik

Normalfordelingen         0    0,162            0,162           P(X     4)
Sentralgrense-            1    0,323            0,485            = 1 − P(X    3)
setningen
                          2    0,291            0,775
Hypotesetesting
                          3    0,155            0,930            = 1 − 0,93
                          4    0,0543           0,985            = 0,07
                          5    0,0130           0,998
                          6    0,00217          1,000
                          7    0,000248         1,000
                          8    0,0000186        1,000
                          9    0,000000827      1,000
                          10   0,0000000165     1,000
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for
Forventningsverdi
                       at minst 9 frø spirer?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for
Forventningsverdi
                       at minst 9 frø spirer?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-            k    P(X = k)       P(X    k)
setningen

Hypotesetesting
                          1    1, 63 · 10−9   1, 63 · 10−9
                          2    3, 61 · 10−8   3, 77 · 10−8
                          3    5, 05 · 10−7   5, 43 · 10−7
                          4    5, 01 · 10−6   5, 55 · 10−6
                          5    3, 74 · 10−5   4, 29 · 10−5
                          6    0,000218       0,000261
                          7    0,001018       0,001279
                          8    0,003859       0,005138
                           .
                           .   .
                               .              .
                                              .
                           .   .              .
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for
Forventningsverdi
                       at minst 9 frø spirer?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen                                               P(X    9)
Sentralgrense-            k    P(X = k)       P(X    k)
setningen

Hypotesetesting
                          1    1, 63 · 10−9   1, 63 · 10−9
                          2    3, 61 · 10−8   3, 77 · 10−8
                          3    5, 05 · 10−7   5, 43 · 10−7
                          4    5, 01 · 10−6   5, 55 · 10−6
                          5    3, 74 · 10−5   4, 29 · 10−5
                          6    0,000218       0,000261
                          7    0,001018       0,001279
                          8    0,003859       0,005138
                           .
                           .   .
                               .              .
                                              .
                           .   .              .
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for
Forventningsverdi
                       at minst 9 frø spirer?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen                                               P(X    9)
Sentralgrense-            k    P(X = k)       P(X    k)
setningen                                                        = 1 − P(X    8)
Hypotesetesting
                          1    1, 63 · 10−9   1, 63 · 10−9       = 1 − 0,005138
                          2    3, 61 · 10−8   3, 77 · 10−8
                                                                 = 0,9948
                          3    5, 05 · 10−7   5, 43 · 10−7
                          4    5, 01 · 10−6   5, 55 · 10−6       ≈ 99%
                          5    3, 74 · 10−5   4, 29 · 10−5
                          6    0,000218       0,000261
                          7    0,001018       0,001279
                          8    0,003859       0,005138
                           .
                           .   .
                               .              .
                                              .
                           .   .              .
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for at minst 15 frø skal spire?
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for at minst 15 frø skal spire?
Binomisk fordeling
                       Her er det absolutt en fordel å bruke et digitalt verktøy. I
Forventningsverdi
                       dette tilfellet er det enklest å bruke wxMaxima.
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k    36     37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) =
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k    36     37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k    36     37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
                       b) P(X < 38) =
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k    36     37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
                       b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k     36    37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
                       b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40
                       c) P(37    X    39) =
Sannsynlighet
                       Oppgave 5.3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en
Binomisk fordeling
                       tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt
Forventningsverdi      ved tabellen:
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen
                                         k    36     37     38     39     40
Sentralgrense-                   P(X = k)    0,10   0,30   0,35   0,20   0,05
setningen

Hypotesetesting



                       a) P(X    38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
                       b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40
                       c) P(37    X    39) = 0,30 + 0,35 + 0,20 = 0,85
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen
                       Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at
Stokastiske variable   disse fordelte seg slik:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
                                 antall pastiller   36   37   38   39   40
standardavvik

Normalfordelingen
                                       Frekvens     11   28   33   25    3
Sentralgrense-
setningen              Hva blir da gjennomsnittet?
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen
                       Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at
Stokastiske variable   disse fordelte seg slik:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
                                    antall pastiller    36     37    38    39     40
standardavvik

Normalfordelingen
                                          Frekvens      11     28    33    25      3
Sentralgrense-
setningen              Hva blir da gjennomsnittet?
Hypotesetesting

                        36 · 11 + 37 · 28 + 38 · 33 + 39 · 25 + 40 · 3
                                             100
                                 11          28        33         25          3
                        = 36 ·       + 37 ·     + 38 ·     + 39 ·     + 40 ·
                                 100        100        100        100        100
                        = 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40)
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen
                       Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at
Stokastiske variable   disse fordelte seg slik:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
                                    antall pastiller    36     37    38    39     40
standardavvik

Normalfordelingen
                                          Frekvens      11     28    33    25      3
Sentralgrense-
setningen              Hva blir da gjennomsnittet?
Hypotesetesting

                        36 · 11 + 37 · 28 + 38 · 33 + 39 · 25 + 40 · 3
                                             100
                                 11          28        33         25          3
                        = 36 ·       + 37 ·     + 38 ·     + 39 ·     + 40 ·
                                 100        100        100        100        100
                        = 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40)

                       Dersom vi hadde økt antall esker, så vil etter hvert den
                       relative frekvensen gå mot sannsynligheten for det gitt
                       antall esker.
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling     36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40)
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                       Når n blir stor vil rn (k) → P(X = k). I det lange løp forventer
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       vi derfor at snittet på antall pastiller i eskene er
setningen

Hypotesetesting            36·0,11 + 37 · 0,28 + 38 · 0,33 + 39 · 0,25 + 40 · 0,03
                                = 37,8
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling     36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40)
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                       Når n blir stor vil rn (k) → P(X = k). I det lange løp forventer
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       vi derfor at snittet på antall pastiller i eskene er
setningen

Hypotesetesting            36·0,11 + 37 · 0,28 + 38 · 0,33 + 39 · 0,25 + 40 · 0,03
                                = 37,8


                       Forventning
                       La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier
                       x1 , x2 , . . . , xm . Forventningsverdien til X er gitt ved

                              µ = E(X) = x1 · P(X = x1 ) + . . . + xm · P(X = xm )
Sannsynlighet
                       Forventningsverdi
     Tor Espen
     Kristensen
                       De store talls lov
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Vi har et tilfeldig forsøk med en stokastisk variabel X. Hvis vi
Forventningsverdi      gjentar forsøket mange ganger, vil gjennomsnittet av
Varians og             verdiene til X nærme seg forventningsverdien µ = E(X).
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel 1
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hvor mange kron kan vi forvente oss når vi kaster to
Binomisk fordeling
                       mynter?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                                              k      0    1   2
                                                      1   2   1
Normalfordelingen
                                          P(X = k)    4   4   4
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel 1
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hvor mange kron kan vi forvente oss når vi kaster to
Binomisk fordeling
                       mynter?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                                              k      0    1   2
                                                      1   2   1
Normalfordelingen
                                          P(X = k)    4   4   4
Sentralgrense-
setningen
                                                  1    2   1
Hypotesetesting                      E(X) = 0 ·     +1· +2· =1
                                                  4    4   4
Sannsynlighet
                       Eksempel 2
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en
Binomisk fordeling
                       terning 10 ganger?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel 2
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en
Binomisk fordeling
                       terning 10 ganger?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                                    10
Normalfordelingen
                           E(X) =         k · P(X = k)
Sentralgrense-
setningen                           k=0
Hypotesetesting                 = 0 · 0,162 + 1 · 0,323 + 2 · 0,291 + 3 · 0,155
                                + 4 · 0,0543 + 5 · 0,0130
                                + 6 · 0, 00217 + 7 · 0, 000248 + 8 · 0,0000186
                                + 9 · 0, 000000827 + 10 · 0, 0000000165
                                = 1,67
Sannsynlighet
                       Eksempel 2
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en
Binomisk fordeling
                       terning 10 ganger?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                                     10
Normalfordelingen
                            E(X) =         k · P(X = k)
Sentralgrense-
setningen                            k=0
Hypotesetesting                  = 0 · 0,162 + 1 · 0,323 + 2 · 0,291 + 3 · 0,155
                                 + 4 · 0,0543 + 5 · 0,0130
                                 + 6 · 0, 00217 + 7 · 0, 000248 + 8 · 0,0000186
                                 + 9 · 0, 000000827 + 10 · 0, 0000000165
                                 = 1,67

                       Kunne vi ikke også tenke slik: siden det er 1 sannsynlighet
                                                                   6
                       for å få en ener ved ett kast (kan forvente ener i 1/6 av alle
                       kast), så kan vi forvente 10/6 ≈ 1,67 enere ved ti kast.
Sannsynlighet
                       Eksempel 2
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                                 E(X) = 1,67
Varians og                 0,4
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                           0,2




                                  1    2       3   4   5   6   7   8   9   10
Sannsynlighet
                       Forventning ved binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Forventning ved binomisk fordelign
Binomisk fordeling     Dersom X er binomisk fordelt ned sannsynlighet p for
Forventningsverdi      suksess i hvert delforsøk, så er forventningsverdien gitt ved
Varians og
standardavvik
                                               E(X) = n · p
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Forventning ved binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Forventning ved binomisk fordelign
Binomisk fordeling     Dersom X er binomisk fordelt ned sannsynlighet p for
Forventningsverdi      suksess i hvert delforsøk, så er forventningsverdien gitt ved
Varians og
standardavvik
                                               E(X) = n · p
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen              Eksempel
Hypotesetesting
                       Dersom vi kaster en mynt 20 ganger og lar X = antall
                       ganger vi får kron, så er X binomisk fordelt med n = 20 og
                       p = 0,5.
                                        E(X) = np = 20 · 0,5 = 10
Sannsynlighet
                       Eksempel 3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250
Binomisk fordeling
                       kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når
Forventningsverdi      han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i
Varians og             tabellen:
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                       Gevinst k (kroner)     0     20    50    250
                                                       189    54    12    1
Hypotesetesting                          P(X = k)      256   256   256   256


                       Hvor mye bør ett spill koste?
Sannsynlighet
                       Eksempel 3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250
Binomisk fordeling
                       kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når
Forventningsverdi      han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i
Varians og             tabellen:
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                       Gevinst k (kroner)     0    20    50    250
                                                      189    54    12    1
Hypotesetesting                          P(X = k)     256   256   256   256


                       Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien?
Sannsynlighet
                       Eksempel 3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250
Binomisk fordeling
                       kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når
Forventningsverdi      han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i
Varians og             tabellen:
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                       Gevinst k (kroner)     0    20    50    250
                                                      189    54    12    1
Hypotesetesting                          P(X = k)     256   256   256   256


                       Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien?

                                       189        54         12           1
                            E(X) = 0 ·     + 20 ·     + 50 ·     + 250 ·
                                       256        256        256         256
                                  = 7,54
Sannsynlighet
                       Eksempel 3
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250
Binomisk fordeling
                       kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når
Forventningsverdi      han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i
Varians og             tabellen:
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen                        Gevinst k (kroner)    0     20    50    250
                                                       189    54    12    1
Hypotesetesting                           P(X = k)     256   256   256   256


                       Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien?

                                       189        54         12           1
                            E(X) = 0 ·     + 20 ·     + 50 ·     + 250 ·
                                       256        256        256         256
                                  = 7,54

                       Ett spill bør koste mer enn kr 7,54. Kanskje ti kroner ville
                       være lurt!
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                           I to klasser var resultatet på en prøve som vist i
Stokastiske variable       frekvenstabellen under.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
                                           karakter:   1   2   3     4   5   6
standardavvik

Normalfordelingen
                                           klasse 1:   2   5   3     3   2   5
Sentralgrense-
                                           klasse 2:   1   1   5    10   3   0
setningen

Hypotesetesting
                           I begge klassene var gjennomsnittet 3,65.
                                                               10
                       6
                       5                                        8
                       4                                        6
                       3
                                                                4
                       2
                       1                                        2


                               1   2   3   4   5   6                 1   2   3   4   5   6
Sannsynlighet
                       Mål for spredning
     Tor Espen
     Kristensen
                       Vi ser at det er større spredning i karakterene i den ene
Stokastiske variable   klassen i forhold til den andre. Begge har gjennomsnitt på
Binomisk fordeling     3,65.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Mål for spredning
     Tor Espen
     Kristensen
                       Vi ser at det er større spredning i karakterene i den ene
Stokastiske variable   klassen i forhold til den andre. Begge har gjennomsnitt på
Binomisk fordeling     3,65.
Forventningsverdi

Varians og             Vi kunne regnet ut alle avvikene 3,65 − x og lagt de
standardavvik
                       sammen. Men dette ville summert til null! En annen måte er
Normalfordelingen      å summere alle kvadratavvikene og dele på antall
Sentralgrense-         observasjoner:
setningen

Hypotesetesting          (3,65 − 1)2 + (3,65 − 1)2 + (3,65 − 2)2 + (3,65 − 2)2 + (3,65 − 2)2 + . . . (3,65 − 6)2
                                                                                                                 = 3,03
                                                                  20




                       Dette fungerer fint og gir et bra mål på spredningen. For
                       den andre klassen blir dette 0,9275. Vi kaller dette tallet for
                       variansen og noterer det Var(X)

                       Merk: I Excel skal du bruke funksjonen VARIANSP() når du
                       skal beregne varians over en hel populasjon.
Sannsynlighet
                       Varians
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                            x    fi   (xi − ¯)
                                            x             fi · (xi − ¯)
                                                                     x       (xi − ¯)2
                                                                                   x
Binomisk fordeling

Forventningsverdi           1    2    1 − 3, 65 = −2,66         −5,3      (1 − 3, 65)2
Varians og                  2    5    2 − 3, 65 = −1,65        −8,25      (2 − 3, 65)2
standardavvik               3    3    3 − 3, 65 = −0,65        −1,95      (3 − 3, 65)2
Normalfordelingen           4    3    4 − 3, 65 = 0, 35         1,05      (4 − 3, 65)2
Sentralgrense-              5    2    5 − 3, 65 = 1,35           2,7      (5 − 3, 65)2
setningen
                            6    6    6 − 3, 65 = 2,35         11,75      (6 − 3, 65)2
Hypotesetesting
                                      Sum:                           0
Sannsynlighet
                       Varians
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                            x     fi   (xi − ¯)
                                             x                   fi · (xi − ¯)
                                                                            x           (xi − ¯)2
                                                                                              x
Binomisk fordeling

Forventningsverdi           1     2    1 − 3, 65 = −2,66               −5,3          (1 − 3, 65)2
Varians og                  2     5    2 − 3, 65 = −1,65              −8,25          (2 − 3, 65)2
standardavvik               3     3    3 − 3, 65 = −0,65              −1,95          (3 − 3, 65)2
Normalfordelingen           4     3    4 − 3, 65 = 0, 35               1,05          (4 − 3, 65)2
Sentralgrense-              5     2    5 − 3, 65 = 1,35                 2,7          (5 − 3, 65)2
setningen
                            6     6    6 − 3, 65 = 2,35               11,75          (6 − 3, 65)2
Hypotesetesting
                                       Sum:                                    0


                                                    n                      n
                                              1                                    fi
                                 Var(X) =               fi · (xi − ¯)2 =
                                                                   x                  (xi − ¯)2
                                                                                            x
                                              n                                    n
                                                  i=0                      i=0
                                              n
                                         =          P(X = xi ) · (xi − ¯)2
                                                                       x
                                              i=0
Sannsynlighet
                       Varians
     Tor Espen
     Kristensen
                       Varians
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier
Forventningsverdi      x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert
Varians og             som
standardavvik

Normalfordelingen
                        Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm )
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Varians
     Tor Espen
     Kristensen
                       Varians
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier
Forventningsverdi      x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert
Varians og             som
standardavvik

Normalfordelingen
                        Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm )
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting        Finn variansen til følgende sannsynlighetsfordeling:

                                                k        0   1   2
                                                         1   2   1
                                            P(X = k)     4   4   4
Sannsynlighet
                       Varians
     Tor Espen
     Kristensen
                       Varians
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier
Forventningsverdi      x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert
Varians og             som
standardavvik

Normalfordelingen
                        Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm )
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting        Finn variansen til følgende sannsynlighetsfordeling:

                                                k        0   1   2
                                                         1   2   1
                                            P(X = k)     4   4   4


                       Her er µ = 1 og
                                                1             2            1  3
                          Var(X) = (0 − 1)2 ·     + (1 − 1)2 · + (2 − 1)2 · =
                                                2             4            4  4
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                      Gevinst k (kroner)   0     20    50    250
standardavvik                                        189    54    12    1
                                         P(X = k)    256   256   256   256
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                      Gevinst k (kroner)   0     20    50    250
standardavvik                                        189    54    12    1
                                         P(X = k)    256   256   256   256
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen              Her er µ = 7,54.
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                         Gevinst k (kroner)           0     20     50     250
standardavvik                                                  189     54     12      1
                                            P(X = k)           256    256    256     256
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen              Her er µ = 7,54.
Hypotesetesting

                                             189              54                12                1
                        var(X) = (7,54)2 ·       + (12,46)2 ·     + (42,46)2 ·     + (242,56)2 ·
                                             256              256              256               256
                              = 389,1
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn variansen til antall enere når du kaster 10 terninger.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Oppgave
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn variansen til antall enere når du kaster 10 terninger.
Binomisk fordeling                                                              1
                       Siden dette er et binomisk forsøk med p =                6   i hvert
Forventningsverdi
                       delforøk, så vil
Varians og
standardavvik
                                                                    1   5
Normalfordelingen                         E(X) = np = 10 ·            =
Sentralgrense-
                                                                    6   3
setningen

Hypotesetesting        Bruker et digitalt verktøy til å regne ut variansen, for
                       eksempel Excel:
                                          10                                i           10−i
                                                     5 2       10     1             5
                               Var(X) =         i−   3     ·
                                                                i     6             6
                                          i=0
                                                           125   25
                                       = 1,388 . . . =         =
                                                           90    18
Sannsynlighet
                       Standardavvik
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Definisjon
Binomisk fordeling     Vi definerer standardavviket SD(X) til å være kvadratroten
Forventningsverdi      av variansen:
Varians og                                  SD(X) = Var(x)
standardavvik

Normalfordelingen      Ofte blir også den greske bokstaven σ (utales «sigma» – det
Sentralgrense-
setningen
                       er en liten Σ) brukt om standardavviket.
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Varians til binomisk fordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Teorem
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       Dersom X er en binomisk fordelt stokastisk variabel med
Forventningsverdi      sannsynlighet p for suksess i hvert enkeltforsøk og at vi gjør
Varians og             gjør n slike forsøk. Da gjelder:
standardavvik

Normalfordelingen
                                                        E(X) = np
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                                              SD(X) =   Var(x) =    np(1 − p)

                       Kvadratroten av variansen kaller vi for standardavviket til X.
                         Argument for dette
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn standardavvik og varians til X = antall enere etter ti
Binomisk fordeling
                       kast med en terning.
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Finn standardavvik og varians til X = antall enere etter ti
Binomisk fordeling
                       kast med en terning.
Forventningsverdi                                      1
                       Her er n = 10 og p =            6   Vi får derfor
Varians og
standardavvik
                                                                            1 5  25
Normalfordelingen
                                         Var(X) = np(1 − p) = 10 ·           · =
Sentralgrense-                                                              6 6  18
setningen

Hypotesetesting        Standardavviket er

                                                                           25
                                             SD(X) =       Var(X) =           ≈ 1,18
                                                                           18
                         Se tidligere eksempel
Sannsynlighet
                       Litt mer om fordelinger
     Tor Espen
     Kristensen
                       Så langt har vi møtt to spesiell fordelinger. Den ene er
Stokastiske variable   uniform sannsynlighet (alle utfall er like sannsynlige).
Binomisk fordeling

Forventningsverdi      Eksempel
Varians og
standardavvik
                       En slik fordeling får vi om vi kaster en terning og lar X =
Normalfordelingen
                       antall øyne. Da er P(X = k) = 1 uansett verdi for k.
                                                       6
Sentralgrense-
setningen              Grafisk kan vi illustrere dette slik:
Hypotesetesting


                              0,1

                                       1     2      3         4   5   6
Sannsynlighet
                       Litt mer om fordelinger
     Tor Espen
     Kristensen
                       En anne type fordeling vi har møtt er binomisk fordeling.
Stokastiske variable   Denne er gitt ved
Binomisk fordeling
                                                     n k
Forventningsverdi
                                        P(X = k) =     p (1 − p)n−k
Varians og                                           k
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-         Eksempel
setningen

Hypotesetesting
                       På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med tre alternativer
                       til hvert oppgave. Kun ett av alternativene er riktig. La X =
                       antall rikige svar en elev får som svarer vilkårlig. Da er X
                       binomisk fordelt med p = 1 og n = 10.
                                                    3

                       Grafisk kan vi illustrere denne binomiske fordelingen slik:

                              0,2

                                    0    1   2   3   4   5   6   7   8   9 10
Sannsynlighet
                       Normafordelingen
     Tor Espen
     Kristensen
                       Noen eksempler
Stokastiske variable
                           Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på
Binomisk fordeling
                           trærne i en park, vil en finne få meget små blader,
Forventningsverdi
                           mange middels og få meget store blader.
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normafordelingen
     Tor Espen
     Kristensen
                       Noen eksempler
Stokastiske variable
                           Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på
Binomisk fordeling
                           trærne i en park, vil en finne få meget små blader,
Forventningsverdi
                           mange middels og få meget store blader.
Varians og
standardavvik
                           Dersom det fiskes 1000 fisker i en fangst og en måler
Normalfordelingen
                           vekten av dem, vil en finne få meget små fisk, mange
Sentralgrense-
setningen                  middels store og få meget store fisker.
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normafordelingen
     Tor Espen
     Kristensen
                       Noen eksempler
Stokastiske variable
                           Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på
Binomisk fordeling
                           trærne i en park, vil en finne få meget små blader,
Forventningsverdi
                           mange middels og få meget store blader.
Varians og
standardavvik
                           Dersom det fiskes 1000 fisker i en fangst og en måler
Normalfordelingen
                           vekten av dem, vil en finne få meget små fisk, mange
Sentralgrense-
setningen                  middels store og få meget store fisker.
Hypotesetesting            Dersom vi måler kropshøyden til 1000 personer, vil noe
                           få være lave, mange middels høye og noen få ganske
                           lange.
Sannsynlighet
                       Normafordelingen
     Tor Espen
     Kristensen
                       Viser her til eksempelet med fødselsvekt til 500 gutter.
Stokastiske variable

Binomisk fordeling                    X = vekten til en nyfødt gutt
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen                  Vekt (i kg)   Antall   Relativ frekvens
Sentralgrense-
setningen                           [1,5, 2,0        2              0,004
Hypotesetesting                     [2,0, 2,5        4              0,008
                                    [2,5, 3,0       39              0,078
                                    [3,0, 3,5      166              0,332
                                    [3,5, 4,0      179              0,358
                                    [4,0, 4,5       90              0,180
                                    [4,5, 5,0       18              0,036
                                    [5,0, 5,5        2              0,004
                                         Sum       500              1,000
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       0,8
Stokastiske variable   0,7
Binomisk fordeling     0,6
Forventningsverdi
                       0,5
                       0,4
Varians og
standardavvik          0,3
Normalfordelingen
                       0,2
                       0,1                           Vekt i kg
Sentralgrense-
setningen
                              1     2    3   4   5          6
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       0,8
Stokastiske variable   0,7
Binomisk fordeling     0,6
Forventningsverdi
                       0,5
                       0,4
Varians og
standardavvik          0,3
Normalfordelingen
                       0,2
                       0,1                                     Vekt i kg
Sentralgrense-
setningen
                                 1       2         3   4   5          6
Hypotesetesting
                        Hva er P(2,5   X < 3,5)?
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       0,8
Stokastiske variable   0,7
Binomisk fordeling     0,6
Forventningsverdi
                       0,5
                       0,4
Varians og
standardavvik          0,3
Normalfordelingen
                       0,2
                       0,1                                         Vekt i kg
Sentralgrense-
setningen
                                 1       2      3       4      5          6
Hypotesetesting
                        Hva er P(2,5 X < 3,5)?
                        Arealet av de mørke søylene er 0,078 + 0,332 = 0,0410.
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                        0,7
Stokastiske variable    0,6
Binomisk fordeling      0,5
Forventningsverdi       0,4
Varians og
standardavvik
                        0,3
Normalfordelingen       0,2
Sentralgrense-          0,1
setningen                                                Vekt i kg
Hypotesetesting                1   2     3   4   5   6       7
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                        0,7
Stokastiske variable    0,6
Binomisk fordeling      0,5
Forventningsverdi       0,4
Varians og
standardavvik
                        0,3
Normalfordelingen       0,2
Sentralgrense-          0,1
setningen                                                Vekt i kg
Hypotesetesting                1   2     3   4   5   6       7
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                        0,7
Stokastiske variable    0,6
Binomisk fordeling      0,5
Forventningsverdi       0,4
Varians og
standardavvik
                        0,3
Normalfordelingen       0,2
Sentralgrense-          0,1
setningen                                                          Vekt i kg
Hypotesetesting                 1     2     3    4     5       6       7
                       Funksjonen som passer inn med historgramsøylene kalles
                       fordelingens tetthetsfunksjon. De normalfordelte
                       fordelingene har følgende tetthetsfunksjon:

                                                   1  (x−µ)2
                                          f (x) = √ e− 2σ2
                                                 σ 2π
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                        0,7
Stokastiske variable    0,6
Binomisk fordeling      0,5
Forventningsverdi       0,4
Varians og
standardavvik
                        0,3
Normalfordelingen       0,2
Sentralgrense-          0,1
setningen                                                               Vekt i kg
Hypotesetesting                1    2     3     4       5           6        7

                                                            3,5
                                   P(2,5 < X < 3,5) =             f (x) dx
                                                        2,5
Sannsynlighet
                       Normalfordelingsfunksjonen
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Definisjon
Binomisk fordeling     Vi ser at en stokastisk variabel X er normalfordelt med
Forventningsverdi      forventningsverdi µ og standardavvik σ hvis den har
Varians og             tetthetsfunksjon på formen
standardavvik

Normalfordelingen
                                                   1  (x−µ)2
Sentralgrense-                            f (x) = √ e− 2σ2
setningen                                        σ 2π
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordelingsfunksjonen
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Definisjon
Binomisk fordeling     Vi ser at en stokastisk variabel X er normalfordelt med
Forventningsverdi      forventningsverdi µ og standardavvik σ hvis den har
Varians og             tetthetsfunksjon på formen
standardavvik

Normalfordelingen
                                                    1  (x−µ)2
Sentralgrense-                             f (x) = √ e− 2σ2
setningen                                         σ 2π
Hypotesetesting
                       Hva tror du følgende integral blir lik?
                                                  ∞
                                                      f (x) dx
                                                 −∞
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f ,
Stokastiske variable   så er
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                                                           b
Varians og
                                         P(a < X < b) =        f (x) dx
standardavvik                                              a
Normalfordelingen
                       Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne.
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f ,
Stokastiske variable   så er
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                                                           b
Varians og
                                         P(a < X < b) =        f (x) dx
standardavvik                                              a
Normalfordelingen
                       Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne.
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                       Eksempel
                       I eksempelet med vekten til nyfødte gutter, er µ = 3,62 og
                       σ = 0,50. Bruk normalfordelingsfunksjonen og et digitalt
                       verktøy til å beregne P(2,5 < X < 3,5).
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f ,
Stokastiske variable   så er
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                                                           b
Varians og
                                         P(a < X < b) =        f (x) dx
standardavvik                                              a
Normalfordelingen
                       Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne.
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                       Eksempel
                       I eksempelet med vekten til nyfødte gutter, er µ = 3,62 og
                       σ = 0,50. Bruk normalfordelingsfunksjonen og et digitalt
                       verktøy til å beregne P(2,5 < X < 3,5).

                       Normalfordelingsfunksjonen blir

                                  1  (x−µ)2     1                 2        2
                         f (x) = √ e− 2σ2 = √           e−(x−3,62) /(2·0,50 )
                                σ 2π          2π · 0,50
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Vi skal finne
Stokastiske variable
                                      3,5
                                                  1                 2        2
Binomisk fordeling
                                            √             e−(x−3,62) /(2·0,50 ) dx
Forventningsverdi                     2,5       2π · 0,50
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                       Vi skal finne
Stokastiske variable
                                      3,5
                                                  1                 2        2
Binomisk fordeling
                                            √             e−(x−3,62) /(2·0,50 ) dx
Forventningsverdi                     2,5       2π · 0,50
Varians og
standardavvik          I GeoGebra kan du skrive inn funksjonen. Husk parenteser
Normalfordelingen
                       her og der! Bruk så kommandoen integral[f, 2.5, 3.5] og få
Sentralgrense-
setningen              0,393 ≈ 0,4.
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik
                                                √
Normalfordelingen      Vi har µ = 100 og σ = 225 = 15. Vi skal altså finne
Sentralgrense-
setningen                                   ∞
                                                       1               2
Hypotesetesting              P(X   130) =         √           e−(x−100) /(2·225) dx
                                            130       2π · 15
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik
                                                √
Normalfordelingen      Vi har µ = 100 og σ = 225 = 15. Vi skal altså finne
Sentralgrense-
setningen                                   ∞
                                                       1               2
Hypotesetesting              P(X   130) =         √           e−(x−100) /(2·225) dx
                                            130       2π · 15

                       GeoGebra gir oss at dette blir 0,0228 ≈ 0,023.

                       Merk: Du kan ikke sette inn ∞ i GeoGebra. Du må velge
                       passe stort tall. F.eks. 1000.
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                           Sannsynlighet i normalfordeling
Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                           Sannsynlighet i normalfordeling
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                       Dersom vi har en stokastisk variabel X med forventning µ
Forventningsverdi
                       og standardavvik σ, så kan vi la
Varians og
standardavvik                             G(z) = P(X < µ + zσ)
Normalfordelingen

Sentralgrense-         Det viser seg at dersom X er normalfordelt, så er denne
setningen

Hypotesetesting
                       funksjonen kun er avhengig av z (og ikke σ og µ.)
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen                                            X−µ
                       Dersom vi nå skifter ut X med Z =    σ ,   så vil
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                                       P(X < µ + zσ) = P(Z < z)
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                       Den nye variabelen Z blir normalfordelt med
Normalfordelingen
                       forventningsverdi E(Z) = 0 og standardavvik SD(Z) = 1.
Sentralgrense-         Tetthetsfunksjonen til Z blir derfor:
setningen

Hypotesetesting                                     1   2
                                           f (z) = √ e−z /2
                                                    2π
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen                                            X−µ
                       Dersom vi nå skifter ut X med Z =    σ ,   så vil
Stokastiske variable

Binomisk fordeling
                                        P(X < µ + zσ) = P(Z < z)
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik
                       Den nye variabelen Z blir normalfordelt med
Normalfordelingen
                       forventningsverdi E(Z) = 0 og standardavvik SD(Z) = 1.
Sentralgrense-         Tetthetsfunksjonen til Z blir derfor:
setningen

Hypotesetesting                                      1   2
                                            f (z) = √ e−z /2
                                                     2π
                       Vi har med andre ord:
                                                                  z
                                P(X < µ + zσ) = P(Z < z) =             f (z) dz
                                                                  −∞

                       Dette intergralet finner vi verdien av ved å bruke tabellen
                       på side 214.
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik
                                    X−µ       X−100
Normalfordelingen      Vi lar Z =    σ    =    15 .   Da vil
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                                               X > 130         ⇔   Z>2
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik
                                    X−µ       X−100
Normalfordelingen      Vi lar Z =    σ    =    15 .   Da vil
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                                               X > 130         ⇔   Z>2
                       Det vil si

                                    P(X > 130) = P(Z > 2)
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med
Binomisk fordeling
                       at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha
Forventningsverdi      en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en
Varians og             tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa?
standardavvik
                                    X−µ       X−100
Normalfordelingen      Vi lar Z =    σ    =    15 .   Da vil
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                                               X > 130         ⇔   Z>2
                       Det vil si

                                     P(X > 130) = P(Z > 2) = 1 − P(Z     2)


                       Vi slår opp i tabellen på side 214 og finner at
                       P(Z 2) = 0,9772. Derfor blir

                                    P(X > 130) = 1 − 0,9772 = 0,0228 ≈ 2%
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for at en tilfeldig valgt person har
Binomisk fordeling
                       en IQ mellom 90 og 110?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       Hva er sannsynligheten for at en tilfeldig valgt person har
Binomisk fordeling
                       en IQ mellom 90 og 110?
Forventningsverdi

Varians og
standardavvik                    90 < X < 110     ⇔    −0,67 < Z < 0,67
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       Finner P(Z < −0,67) og P(Z < 0,67). Da er
setningen

Hypotesetesting            P(−0,67 < Z < 0,67) = P(Z < 0,67) − P(Z < −0,67)

                       Tabellen gir oss
                            P(Z < −0,667) = 0,2514
                            P(Z < 0,667) = 0,7486
                       Derfor blir

                        P(−0,67 < Z < 0,67) = 0,7486 − 0,2514 = 0,4972 ≈ 50%
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Normalfordeling med digitale verktøy
     Kristensen        Excel:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Normalfordeling med digitale verktøy
     Kristensen        GeoGebra:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Normalfordeling med digitale verktøy
     Kristensen        TI-InerActive!:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Normalfordeling med digitale verktøy
     Kristensen        wxMaxima:
Stokastiske variable

Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Normalfordeling
     Tor Espen
     Kristensen
                           Eksempler på bruk av tabellen
Stokastiske variable
                           Eksempler av typen P(a < X < b).
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                           Eksempler på bruk av GeoGebra og Excel
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Sentralgrensesetningen
     Tor Espen
     Kristensen
                       Sentralgrensesetningen
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     Dersom X1 , X2 , . . . , Xn er uavhengige og identisk fordelte
Forventningsverdi      stokastiske variable med forventning µ og standaravvik σ,
Varians og             så er
standardavvik
                                               X = X1 + X2 + . . . + Xn
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen
                       tilnærmet normalfordelt med forventningsverdi E(X) = nµ
                                                √
Hypotesetesting
                       og standardavvik SD(X) = nσ.
                       Denne tilnærmingen blir bedre dess større n er.
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       La oss se på eksempelet der vi ser på vekten av
Stokastiske variable   guttebabyer. La Xi være vekten til barn nr i som ble født et
Binomisk fordeling     år. Vi kan da anta at X1 , X2 ,. . . alle er uavhengig av hverandre
Forventningsverdi
                       med forventning µ = 3,62 og σ = 0,50.
Varians og
standardavvik
                                                        100
Normalfordelingen
                                                  X=          Xi
Sentralgrense-
setningen                                               i=1
Hypotesetesting
                       er da tilnærmet normalfordelt med forventning
                                                               √
                       E(X) = 100 · 3,62 = 362 og standardavvik 100 · 0,50 = 5,0.
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Begrunnelse for forventningen og
     Kristensen
                       standardavviket
Stokastiske variable
                       La X1 , X2 , . . . , Xn være uavhengige stokastiske variable og
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                       X = X1 + X2 + . . . + Xn . Da blir
Varians og                              n
standardavvik

Normalfordelingen
                             E(X) =          xi P(X = xi )
Sentralgrense-
                                       i=1
setningen                               n
Hypotesetesting                    =         (xi P(X1 + X2 + . . . + Xn = xi ))
                                       i=1
                                        n
                                   =         (xi P(X1 = xi ) + . . . + xi P(Xn = xi ))
                                       i=1
                                        n                                n
                                   =         xi P(X1 = xi ) + . . . +         xn P(Xn = xn )
                                       i=1                              i=1
                                   = µ + µ + . . . + µ = nµ
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Begrunnelse for forventningen og
     Kristensen
                       standardavviket
Stokastiske variable
                       Tilsvarende får vi:
Binomisk fordeling
                                     n
Forventningsverdi

Varians og
                         Var(X) =         (xi − µ)2 P(X = xi )
standardavvik                       i=1
Normalfordelingen                    n

Sentralgrense-                 =          (xi − µ)2 P(X1 + . . . + Xn = xi )
setningen                           i=1
Hypotesetesting                      n
                               =          (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xi − µ)2 P(Xn = xi ))
                                    i=1
                                     n                                       n
                               =          (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . +         (xn − µ)2 P(Xn = xi )
                                    i=1                                     i=1
                                     2       2            2       2
                               = σ + σ + . . . + σ = nσ
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Begrunnelse for forventningen og
     Kristensen
                       standardavviket
Stokastiske variable
                       Tilsvarende får vi:
Binomisk fordeling
                                     n
Forventningsverdi

Varians og
                         Var(X) =         (xi − µ)2 P(X = xi )
standardavvik                       i=1
Normalfordelingen                    n

Sentralgrense-                 =          (xi − µ)2 P(X1 + . . . + Xn = xi )
setningen                           i=1
Hypotesetesting                      n
                               =          (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xi − µ)2 P(Xn = xi ))
                                    i=1
                                     n                                       n
                               =          (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . +         (xn − µ)2 P(Xn = xi )
                                    i=1                                     i=1
                                     2       2            2       2
                               = σ + σ + . . . + σ = nσ
                                                                 √           √
                       Dette gir oss SD(X) =         Var(X) =        nσ2 =    nσ
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       I stede for å se på summen av variablene
Stokastiske variable   (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi                             1
                                         X=     (X1 + X2 + . . . + Xn )
Varians og                                    n
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       I stede for å se på summen av variablene
Stokastiske variable   (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi                              1
                                         X=      (X1 + X2 + . . . + Xn )
Varians og                                     n
standardavvik

Normalfordelingen      Da sier sentralgrensesetningen at X er tilnærmet
Sentralgrense-
setningen
                       normalfordelt med
Hypotesetesting                                                       σ
                                    E(X) = µ        og        SD(X) = √
                                                                       n
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       I stede for å se på summen av variablene
Stokastiske variable   (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet:
Binomisk fordeling

Forventningsverdi                              1
                                         X=      (X1 + X2 + . . . + Xn )
Varians og                                     n
standardavvik

Normalfordelingen      Da sier sentralgrensesetningen at X er tilnærmet
Sentralgrense-
setningen
                       normalfordelt med
Hypotesetesting                                                       σ
                                    E(X) = µ         og       SD(X) = √
                                                                       n

                       I eksempelet med vekten til de nyfødte guttene får vi
                                                                   0,5
                             E(X) = 3,65        og        SD(X) = √     = 0,05
                                                                    100
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Sentralgrensesetningen og binomiske
     Kristensen
                       fordelinger
Stokastiske variable
                       La X være binomisk fordelt og anta av vi gjør forsøket n
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                       ganger. Da vil X være tilnærmet normalfordelt med
Varians og
standardavvik
                                                              √
                              E(X) = np og          SD(X) =       nσ =    np(1 − p)
Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen
                       Her kan vi tenke oss at vi deler X opp i X1 , X2 , . . . , Xn , der
Hypotesetesting
                       Xi = 1 dersom vi har suksess i forsøk nr i og 0 ellers.

                       Da har alle Xi samme forventning µ = p og standardavvik
                       σ = 1 · p(1 − p) = p(1 − p)
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       La oss se på eksempelet med frø som spirer. Det er 70%
Binomisk fordeling     sannsynlighet for at et frø skal spire. Dersom vi sår 100 frø.
Forventningsverdi      Hva er da sannsynligheten for at høyst 60 spirer?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       La oss se på eksempelet med frø som spirer. Det er 70%
Binomisk fordeling     sannsynlighet for at et frø skal spire. Dersom vi sår 100 frø.
Forventningsverdi      Hva er da sannsynligheten for at høyst 60 spirer?
Varians og
standardavvik          Vi kan se på dette som 100 uavhengige delforsøk med X lik
Normalfordelingen      summen av antall frø som spirer i hvert delforsøk. Vi får da
Sentralgrense-
setningen
                                     E(X) = 100 · 0,70 = 70
Hypotesetesting                             √
                                    SD(X) = 100 · 0,70 · 0,30 = 4,58


                                                     60 − 70
                              P(X < 60) = P(Z <              ) = P(Z < −2,18)
                                                      4,58
                                          = 0,0146
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med 3 alternativer
Binomisk fordeling
                       på hvert spørsmål. Ole svarer helt vilkårlig. Hva er
Forventningsverdi      sannsynligheten for å få minst 4 rette?
Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen

Stokastiske variable
                       På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med 3 alternativer
Binomisk fordeling
                       på hvert spørsmål. Ole svarer helt vilkårlig. Hva er
Forventningsverdi      sannsynligheten for å få minst 4 rette?
Varians og
standardavvik          Vi lar X være antall riktige svar Ole får. Da er X binomsik
Normalfordelingen      fordelt og sentralgrensesetningen sier at X er tilnærmet
Sentralgrense-
setningen
                       normalfordelt.
Hypotesetesting
                          0,25
                          0,20
                          0,15
                          0,10
                          0,05


                        −1          1     2     3     4    5     6     7     8       9
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen                                                    1
                       Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 ·   3   = 3,33 og
Stokastiske variable                     1       2
                       SD(X) =    10 ·   3   ·   3   ≈ 1,49.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og
standardavvik

Normalfordelingen

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen                                                       1
                       Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 ·      3   = 3,33 og
Stokastiske variable                      1       2
                       SD(X) =     10 ·   3   ·   3   ≈ 1,49.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                                             4 − 3,33
standardavvik                    P(X > 4) = P(Z >               ) = P(Z > 0,44)
Normalfordelingen
                                                         1,49
Sentralgrense-                                = 1 − 0,6736 ≈ 32%
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen                                                       1
                       Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 ·      3   = 3,33 og
Stokastiske variable                      1       2
                       SD(X) =     10 ·   3   ·   3   ≈ 1,49.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                                             4 − 3,33
standardavvik                    P(X > 4) = P(Z >               ) = P(Z > 0,44)
Normalfordelingen
                                                         1,49
Sentralgrense-                                = 1 − 0,6736 ≈ 32%
setningen

Hypotesetesting        Hva om vi hadde brukt Excel til å regne dette ut?
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen                                                       1
                       Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 ·      3   = 3,33 og
Stokastiske variable                      1       2
                       SD(X) =     10 ·   3   ·   3   ≈ 1,49.
Binomisk fordeling

Forventningsverdi

Varians og                                             4 − 3,33
standardavvik                    P(X > 4) = P(Z >               ) = P(Z > 0,44)
Normalfordelingen
                                                         1,49
Sentralgrense-                                = 1 − 0,6736 ≈ 32%
setningen

Hypotesetesting        Hva om vi hadde brukt Excel til å regne dette ut?

                       1-BINOM.FORDELING(3;10;1/3;1) gir oss 44,07 prosent.
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       Hva om vi regnet ut P(X > 3,5)?
Stokastiske variable
                         0,25
Binomisk fordeling       0,20
                         0,15
Forventningsverdi
                         0,10
Varians og               0,05
standardavvik

Normalfordelingen
                        −1         1    2    3     4     5   6   7   8   9

Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       Hva om vi regnet ut P(X > 3,5)?
Stokastiske variable
                         0,25
Binomisk fordeling       0,20
                         0,15
Forventningsverdi
                         0,10
Varians og               0,05
standardavvik

Normalfordelingen
                        −1         1    2     3    4     5   6     7      8   9

Sentralgrense-
setningen
                                                    3,5 − 3,33
Hypotesetesting                 P(X > 3,5) = P(Z >             )
                                                       1,49
                                            ≈ P(Z > 0,11) = 1 − 0, 5438
                                            = 45, 62%
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Når er binomsik fordeling tilnærmet
     Kristensen
                       normalfordelt?
Stokastiske variable
                       Det viser seg at en binomisk fordeling er tilnærmet
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                       normalfordelt dersom
Varians og                 np > 5 og
standardavvik

Normalfordelingen
                           n(1 − p) > 5
Sentralgrense-         En annen måte å avgjøre om X er tilnærmet normalfordelt
setningen

Hypotesetesting
                       er å se på np(1 − p). Dette produktet må være minst lik 10
                       og p må ikke være for nær 0 eller 1.
Sannsynlighet

     Tor Espen
                       Når er binomsik fordeling tilnærmet
     Kristensen
                       normalfordelt?
Stokastiske variable
                       Det viser seg at en binomisk fordeling er tilnærmet
Binomisk fordeling

Forventningsverdi
                       normalfordelt dersom
Varians og                 np > 5 og
standardavvik

Normalfordelingen
                           n(1 − p) > 5
Sentralgrense-         En annen måte å avgjøre om X er tilnærmet normalfordelt
setningen

Hypotesetesting
                       er å se på np(1 − p). Dette produktet må være minst lik 10
                       og p må ikke være for nær 0 eller 1.

                       I eksempelet med flervalgsprøven er np = 10 · 1 = 3,33 og
                                                                      3
                       n(1 − p) = 6,67. Vi har derfor ikke noen garanti for at
                       normalfordelingen er en så god tilnærming.
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir
Stokastiske variable   friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny
Binomisk fordeling     medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50
Forventningsverdi
                       friske.
Varians og
standardavvik
                       Spørsmål:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn
setningen              den gamle?
Hypotesetesting
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir
Stokastiske variable   friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny
Binomisk fordeling     medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50
Forventningsverdi
                       friske.
Varians og
standardavvik
                       Spørsmål:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn
setningen              den gamle?
Hypotesetesting
                       Det blir for enkelt å kun regne ut 50 ≈ 71, 4% og ut fra
                                                          70
                       dette slutte at den nye medisinen er bedre. Hvorfor det?
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir
Stokastiske variable   friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny
Binomisk fordeling     medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50
Forventningsverdi
                       friske.
Varians og
standardavvik
                       Spørsmål:
Normalfordelingen

Sentralgrense-
                       Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn
setningen              den gamle?
Hypotesetesting
                       Det blir for enkelt å kun regne ut 50 ≈ 71, 4% og ut fra
                                                          70
                       dette slutte at den nye medisinen er bedre. Hvorfor det?
                       Vi snur litt på spørsmålet:

                       Hva er sannsynligheten for minst 50 av 70 blir friske dersom
                       den nye medisinen er like god som den gamle?
Sannsynlighet
                       Eksempel
     Tor Espen
     Kristensen
                       Vi lar
Stokastiske variable

Binomisk fordeling     X = antall pasienter av 70 som blir frisk med gamle medisin
Forventningsverdi

Varians og             Da er X binomisk fordelt (hvorfor det?) med p = 0, 60. Vi får
standardavvik

Normalfordelingen
                                    P(X    50) = 1 − P(X     49) = 3, 2%
Sentralgrense-
setningen

Hypotesetesting
                       Vi ser at det er 3,2 prosent sannsynlig for at noe slikt skal
                       skje! Det er ganske liten sannsynlighet!
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet
Sannsynlighet

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

PRML第9章「混合モデルとEM」
PRML第9章「混合モデルとEM」PRML第9章「混合モデルとEM」
PRML第9章「混合モデルとEM」Keisuke Sugawara
 
猫でも分かりたい線形回帰の自由度
猫でも分かりたい線形回帰の自由度猫でも分かりたい線形回帰の自由度
猫でも分かりたい線形回帰の自由度YukinoriKambe
 
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用Shogo Takeuchi
 
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能MITSUNARI Shigeo
 
研究室内PRML勉強会 8章1節
研究室内PRML勉強会 8章1節研究室内PRML勉強会 8章1節
研究室内PRML勉強会 8章1節Koji Matsuda
 
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌Junpei Tsuji
 
R実践 機械学習による異常検知 02
R実践 機械学習による異常検知 02R実践 機械学習による異常検知 02
R実践 機械学習による異常検知 02akira_11
 
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイドbayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド智志 片桐
 
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6禎晃 山崎
 
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703Yoshinori Kabeya
 
PRML輪読#11
PRML輪読#11PRML輪読#11
PRML輪読#11matsuolab
 
PRML輪読#5
PRML輪読#5PRML輪読#5
PRML輪読#5matsuolab
 
PRML輪読#14
PRML輪読#14PRML輪読#14
PRML輪読#14matsuolab
 
Exponential distribution (指数分布)
Exponential distribution (指数分布)Exponential distribution (指数分布)
Exponential distribution (指数分布)Taro Tezuka
 
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Review
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A ReviewRNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Review
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Reviewsesejun
 
4-5.5 意識障害
4-5.5  意識障害4-5.5  意識障害
4-5.5 意識障害Kenji Kawanai
 
2値分類・多クラス分類
2値分類・多クラス分類2値分類・多クラス分類
2値分類・多クラス分類t dev
 

La actualidad más candente (20)

PRML第9章「混合モデルとEM」
PRML第9章「混合モデルとEM」PRML第9章「混合モデルとEM」
PRML第9章「混合モデルとEM」
 
猫でも分かりたい線形回帰の自由度
猫でも分かりたい線形回帰の自由度猫でも分かりたい線形回帰の自由度
猫でも分かりたい線形回帰の自由度
 
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用
ゲーム木探索技術とコンピュータ将棋への応用
 
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能
準同型暗号の実装とMontgomery, Karatsuba, FFT の性能
 
研究室内PRML勉強会 8章1節
研究室内PRML勉強会 8章1節研究室内PRML勉強会 8章1節
研究室内PRML勉強会 8章1節
 
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌
エッシャーと双曲幾何 - 第2回 #日曜数学会 in 札幌
 
R実践 機械学習による異常検知 02
R実践 機械学習による異常検知 02R実践 機械学習による異常検知 02
R実践 機械学習による異常検知 02
 
Prml 4.1.1
Prml 4.1.1Prml 4.1.1
Prml 4.1.1
 
prml4.1.3-4.1.4
prml4.1.3-4.1.4prml4.1.3-4.1.4
prml4.1.3-4.1.4
 
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイドbayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド
bayesplot を使ったモンテカルロ法の実践ガイド
 
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6
PRML 上 1.2.4 ~ 1.2.6
 
PRML 6.4-6.5
PRML 6.4-6.5PRML 6.4-6.5
PRML 6.4-6.5
 
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703
C:\D Drive\Prml\プレゼン\パターン認識と機械学習2 4章 D0703
 
PRML輪読#11
PRML輪読#11PRML輪読#11
PRML輪読#11
 
PRML輪読#5
PRML輪読#5PRML輪読#5
PRML輪読#5
 
PRML輪読#14
PRML輪読#14PRML輪読#14
PRML輪読#14
 
Exponential distribution (指数分布)
Exponential distribution (指数分布)Exponential distribution (指数分布)
Exponential distribution (指数分布)
 
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Review
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A ReviewRNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Review
RNAseqによる変動遺伝子抽出の統計: A Review
 
4-5.5 意識障害
4-5.5  意識障害4-5.5  意識障害
4-5.5 意識障害
 
2値分類・多クラス分類
2値分類・多クラス分類2値分類・多クラス分類
2値分類・多クラス分類
 

Más de Tor Espen Kristensen (20)

Elevenes (digitale) kompetanse i realfagene
Elevenes (digitale) kompetanse i realfageneElevenes (digitale) kompetanse i realfagene
Elevenes (digitale) kompetanse i realfagene
 
Dgd10 Presentasjon
Dgd10 PresentasjonDgd10 Presentasjon
Dgd10 Presentasjon
 
Oppgaver til GeoGebra-kurs del 1
Oppgaver til GeoGebra-kurs del 1Oppgaver til GeoGebra-kurs del 1
Oppgaver til GeoGebra-kurs del 1
 
Avstander i rommet
Avstander i rommetAvstander i rommet
Avstander i rommet
 
Eksamensoppgaver
EksamensoppgaverEksamensoppgaver
Eksamensoppgaver
 
Løsningsforslag Eksamen R1 våren 2009
Løsningsforslag Eksamen R1 våren 2009Løsningsforslag Eksamen R1 våren 2009
Løsningsforslag Eksamen R1 våren 2009
 
V2008
V2008V2008
V2008
 
Resonnere
ResonnereResonnere
Resonnere
 
Kurver Og Mer
Kurver Og MerKurver Og Mer
Kurver Og Mer
 
Kurver
KurverKurver
Kurver
 
Lengden til en vektor
Lengden til en vektorLengden til en vektor
Lengden til en vektor
 
Vektorkoordinater
VektorkoordinaterVektorkoordinater
Vektorkoordinater
 
Vektorer 1
Vektorer 1Vektorer 1
Vektorer 1
 
Geometriskesteder
GeometriskestederGeometriskesteder
Geometriskesteder
 
Vurdering og matematikk
Vurdering og matematikkVurdering og matematikk
Vurdering og matematikk
 
Problemløsning i matematikk
Problemløsning i matematikkProblemløsning i matematikk
Problemløsning i matematikk
 
Matematikk og Kunnskapsløftet
Matematikk og KunnskapsløftetMatematikk og Kunnskapsløftet
Matematikk og Kunnskapsløftet
 
Sannsylighet
SannsylighetSannsylighet
Sannsylighet
 
Bilder Og Formater
Bilder Og FormaterBilder Og Formater
Bilder Og Formater
 
Tilpasset opplæring
Tilpasset opplæringTilpasset opplæring
Tilpasset opplæring
 

Sannsynlighet

  • 1. Sannsynlighet Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og Sannsynlighet standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Stord Vidaregåande skule Våren 2009
  • 2. Sannsynlighet Stokastiske variable Tor Espen Kristensen Eksempel 1 Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster en terning og lar X =antall øyne. Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 3. Sannsynlighet Stokastiske variable Tor Espen Kristensen Eksempel 1 Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster en terning og lar X =antall øyne. Forventningsverdi Vi kan regne ut sannsynligheten for de ulike verdiene til X. I Varians og standardavvik dette tilfellet er Normalfordelingen 1 Sentralgrense- P(X = k) = For alle k ∈ {1, 2, 3, 4, 5, 6} setningen 6 Hypotesetesting
  • 4. Sannsynlighet Stokastiske variable Tor Espen Kristensen Eksempel 1 Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster en terning og lar X =antall øyne. Forventningsverdi Vi kan regne ut sannsynligheten for de ulike verdiene til X. I Varians og standardavvik dette tilfellet er Normalfordelingen 1 Sentralgrense- P(X = k) = For alle k ∈ {1, 2, 3, 4, 5, 6} setningen 6 Hypotesetesting Vi kan føre dette opp i en tabell: k 1 2 3 4 5 6 1 1 1 1 1 1 P(X = k) 6 6 6 6 6 6
  • 5. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne. Binomisk fordeling Hva er P(X = k)? Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 6. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne. Binomisk fordeling Hva er P(X = k)? Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen 123456 Sentralgrense- setningen 1 2 3 4 5 6 7 Hypotesetesting 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10 11 6 7 8 9 10 11 12
  • 7. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Vi kaster to terninger og lar X= summen av antall øyne. Binomisk fordeling Hva er P(X = k)? Forventningsverdi Vi ser at Varians og standardavvik k 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Normalfordelingen 1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1 P(X = k) 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 Sentralgrense- setningen Hypotesetesting 123456 1 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10 11 6 7 8 9 10 11 12
  • 8. Sannsynlighet Grafisk framstilling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 0,15 Forventningsverdi Varians og standardavvik 0,10 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen 0,05 Hypotesetesting 2 4 6 8 10 12
  • 9. Sannsynlighet Grafisk framstilling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 0,15 Forventningsverdi Varians og standardavvik 0,10 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen 0,05 Hypotesetesting 2 4 6 8 10 12 Hva er P(X 4)?
  • 10. Sannsynlighet Grafisk framstilling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 0,15 Forventningsverdi Varians og standardavvik 0,10 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen 0,05 Hypotesetesting 2 4 6 8 10 12 Hva er P(X 4)? P(X 4) = P(X = 2) + P(X = 3) + P(X = 4) 2 3 4 9 1 = + + = = 36 36 36 36 4
  • 11. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk: Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster to mynter og lar X = antall kron. Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 12. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk: Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster to mynter og lar X = antall kron. Forventningsverdi Varians og standardavvik k 0 1 2 Normalfordelingen P(X = k) Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 13. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk: Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster to mynter og lar X = antall kron. Forventningsverdi Varians og standardavvik k 0 1 2 1 2 1 Normalfordelingen P(X = k) 4 4 4 Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 14. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende forsøk: Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster to mynter og lar X = antall kron. Forventningsverdi Varians og standardavvik k 0 1 2 1 2 1 Normalfordelingen P(X = k) 4 4 4 Sentralgrense- setningen Hypotesetesting 0,5 KM 0,25 MM MK KK 0 1 2
  • 15. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske Stokastiske variable variabel: Binomisk fordeling Forventningsverdi Du kaster tre mynter og lar X = antall kron. Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 16. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske Stokastiske variable variabel: Binomisk fordeling Forventningsverdi Du kaster tre mynter og lar X = antall kron. Varians og standardavvik Vi kan føre alt opp i en tabell: Normalfordelingen Sentralgrense- setningen k Utfall P(X = k) Hypotesetesting 0 1 2 3
  • 17. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske Stokastiske variable variabel: Binomisk fordeling Forventningsverdi Du kaster tre mynter og lar X = antall kron. Varians og standardavvik Vi kan føre alt opp i en tabell: Normalfordelingen Sentralgrense- setningen k Utfall P(X = k) Hypotesetesting 0 MMM 1 KMM, MKM, MMK 2 KKM, KMK, MKK 3 KKK
  • 18. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Finn sannsynlighetsfordelingen til følgende stokastiske Stokastiske variable variabel: Binomisk fordeling Forventningsverdi Du kaster tre mynter og lar X = antall kron. Varians og standardavvik Vi kan føre alt opp i en tabell: Normalfordelingen Sentralgrense- setningen k Utfall P(X = k) Hypotesetesting 0 MMM 1/8 = 0,125 1 KMM, MKM, MMK 3/8 = 0,375 2 KKM, KMK, MKK 3/8 = 0,375 3 KKK 1/8 = 0,125
  • 19. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Eksempel Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster ti terninger og lar X = antall enere. Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 20. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Eksempel Stokastiske variable Binomisk fordeling Du kaster ti terninger og lar X = antall enere. Forventningsverdi Varians og standardavvik Minner om følgende: dersom vi gjør et forsøk n ganger, og Normalfordelingen det er samme sannsynlighet p for suksess hver gang, så har Sentralgrense- vi et binomisk forsøk med sannsynlighetsfordeling gitt ved setningen Hypotesetesting n k P(X = k) = p (1 − p)n−k k Vi kan føre dette opp i en tabell!
  • 21. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable k P(X = k) P(X k) Binomisk fordeling Forventningsverdi 0 0,162 0,162 Varians og 1 0,323 0,485 standardavvik 2 0,291 0,775 Normalfordelingen 3 0,155 0,930 Sentralgrense- setningen 4 0,0543 0,985 Hypotesetesting 5 0,0130 0,998 6 0,00217 1,000 7 0,000248 1,000 8 0,0000186 1,000 9 0,000000827 1,000 10 0,0000000165 1,000
  • 22. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 0,400 Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- 0,200 setningen Hypotesetesting f = 1,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00
  • 23. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for å få minst 4 enere? Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og k P(X = k) P(X k) standardavvik Normalfordelingen 0 0,162 0,162 Sentralgrense- 1 0,323 0,485 setningen Hypotesetesting 2 0,291 0,775 3 0,155 0,930 4 0,0543 0,985 5 0,0130 0,998 6 0,00217 1,000 7 0,000248 1,000 8 0,0000186 1,000 9 0,000000827 1,000 10 0,0000000165 1,000
  • 24. Sannsynlighet Binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for å få minst 4 enere? Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og k P(X = k) P(X k) standardavvik Normalfordelingen 0 0,162 0,162 P(X 4) Sentralgrense- 1 0,323 0,485 = 1 − P(X 3) setningen 2 0,291 0,775 Hypotesetesting 3 0,155 0,930 = 1 − 0,93 4 0,0543 0,985 = 0,07 5 0,0130 0,998 6 0,00217 1,000 7 0,000248 1,000 8 0,0000186 1,000 9 0,000000827 1,000 10 0,0000000165 1,000
  • 25. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø Stokastiske variable Binomisk fordeling og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for Forventningsverdi at minst 9 frø spirer? Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 26. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø Stokastiske variable Binomisk fordeling og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for Forventningsverdi at minst 9 frø spirer? Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- k P(X = k) P(X k) setningen Hypotesetesting 1 1, 63 · 10−9 1, 63 · 10−9 2 3, 61 · 10−8 3, 77 · 10−8 3 5, 05 · 10−7 5, 43 · 10−7 4 5, 01 · 10−6 5, 55 · 10−6 5 3, 74 · 10−5 4, 29 · 10−5 6 0,000218 0,000261 7 0,001018 0,001279 8 0,003859 0,005138 . . . . . . . . .
  • 27. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø Stokastiske variable Binomisk fordeling og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for Forventningsverdi at minst 9 frø spirer? Varians og standardavvik Normalfordelingen P(X 9) Sentralgrense- k P(X = k) P(X k) setningen Hypotesetesting 1 1, 63 · 10−9 1, 63 · 10−9 2 3, 61 · 10−8 3, 77 · 10−8 3 5, 05 · 10−7 5, 43 · 10−7 4 5, 01 · 10−6 5, 55 · 10−6 5 3, 74 · 10−5 4, 29 · 10−5 6 0,000218 0,000261 7 0,001018 0,001279 8 0,003859 0,005138 . . . . . . . . .
  • 28. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen En bestem frø spirer med 70% sannsynlighet. Vi sår 20 frø Stokastiske variable Binomisk fordeling og lar X = antall frø som spirer. Hva er sannsynligheten for Forventningsverdi at minst 9 frø spirer? Varians og standardavvik Normalfordelingen P(X 9) Sentralgrense- k P(X = k) P(X k) setningen = 1 − P(X 8) Hypotesetesting 1 1, 63 · 10−9 1, 63 · 10−9 = 1 − 0,005138 2 3, 61 · 10−8 3, 77 · 10−8 = 0,9948 3 5, 05 · 10−7 5, 43 · 10−7 4 5, 01 · 10−6 5, 55 · 10−6 ≈ 99% 5 3, 74 · 10−5 4, 29 · 10−5 6 0,000218 0,000261 7 0,001018 0,001279 8 0,003859 0,005138 . . . . . . . . .
  • 29. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for at minst 15 frø skal spire? Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 30. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for at minst 15 frø skal spire? Binomisk fordeling Her er det absolutt en fordel å bruke et digitalt verktøy. I Forventningsverdi dette tilfellet er det enklest å bruke wxMaxima. Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 31. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) =
  • 32. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85
  • 33. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85 b) P(X < 38) =
  • 34. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85 b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40
  • 35. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85 b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40 c) P(37 X 39) =
  • 36. Sannsynlighet Oppgave 5.3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En bedrift produserer pastillesker. La X = antall pastiller i en Binomisk fordeling tilfeldig valgt eske. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt Forventningsverdi ved tabellen: Varians og standardavvik Normalfordelingen k 36 37 38 39 40 Sentralgrense- P(X = k) 0,10 0,30 0,35 0,20 0,05 setningen Hypotesetesting a) P(X 38) = 0,10 + 0,30 + 0,35 = 0,85 b) P(X < 38) = 0,10 + 0,30 = 0,40 c) P(37 X 39) = 0,30 + 0,35 + 0,20 = 0,85
  • 37. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at Stokastiske variable disse fordelte seg slik: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og antall pastiller 36 37 38 39 40 standardavvik Normalfordelingen Frekvens 11 28 33 25 3 Sentralgrense- setningen Hva blir da gjennomsnittet? Hypotesetesting
  • 38. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at Stokastiske variable disse fordelte seg slik: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og antall pastiller 36 37 38 39 40 standardavvik Normalfordelingen Frekvens 11 28 33 25 3 Sentralgrense- setningen Hva blir da gjennomsnittet? Hypotesetesting 36 · 11 + 37 · 28 + 38 · 33 + 39 · 25 + 40 · 3 100 11 28 33 25 3 = 36 · + 37 · + 38 · + 39 · + 40 · 100 100 100 100 100 = 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40)
  • 39. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen Anta at vi undersøkte 100 pastillesker (oppgave 5.3) og at Stokastiske variable disse fordelte seg slik: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og antall pastiller 36 37 38 39 40 standardavvik Normalfordelingen Frekvens 11 28 33 25 3 Sentralgrense- setningen Hva blir da gjennomsnittet? Hypotesetesting 36 · 11 + 37 · 28 + 38 · 33 + 39 · 25 + 40 · 3 100 11 28 33 25 3 = 36 · + 37 · + 38 · + 39 · + 40 · 100 100 100 100 100 = 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40) Dersom vi hadde økt antall esker, så vil etter hvert den relative frekvensen gå mot sannsynligheten for det gitt antall esker.
  • 40. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40) Forventningsverdi Varians og standardavvik Når n blir stor vil rn (k) → P(X = k). I det lange løp forventer Normalfordelingen Sentralgrense- vi derfor at snittet på antall pastiller i eskene er setningen Hypotesetesting 36·0,11 + 37 · 0,28 + 38 · 0,33 + 39 · 0,25 + 40 · 0,03 = 37,8
  • 41. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling 36 · rn (36) + 37 · rn (37) + 38 · rn (38) + 39 · rn (39) + 40 · rn (40) Forventningsverdi Varians og standardavvik Når n blir stor vil rn (k) → P(X = k). I det lange løp forventer Normalfordelingen Sentralgrense- vi derfor at snittet på antall pastiller i eskene er setningen Hypotesetesting 36·0,11 + 37 · 0,28 + 38 · 0,33 + 39 · 0,25 + 40 · 0,03 = 37,8 Forventning La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier x1 , x2 , . . . , xm . Forventningsverdien til X er gitt ved µ = E(X) = x1 · P(X = x1 ) + . . . + xm · P(X = xm )
  • 42. Sannsynlighet Forventningsverdi Tor Espen Kristensen De store talls lov Stokastiske variable Binomisk fordeling Vi har et tilfeldig forsøk med en stokastisk variabel X. Hvis vi Forventningsverdi gjentar forsøket mange ganger, vil gjennomsnittet av Varians og verdiene til X nærme seg forventningsverdien µ = E(X). standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 43. Sannsynlighet Eksempel 1 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hvor mange kron kan vi forvente oss når vi kaster to Binomisk fordeling mynter? Forventningsverdi Varians og standardavvik k 0 1 2 1 2 1 Normalfordelingen P(X = k) 4 4 4 Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 44. Sannsynlighet Eksempel 1 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hvor mange kron kan vi forvente oss når vi kaster to Binomisk fordeling mynter? Forventningsverdi Varians og standardavvik k 0 1 2 1 2 1 Normalfordelingen P(X = k) 4 4 4 Sentralgrense- setningen 1 2 1 Hypotesetesting E(X) = 0 · +1· +2· =1 4 4 4
  • 45. Sannsynlighet Eksempel 2 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en Binomisk fordeling terning 10 ganger? Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 46. Sannsynlighet Eksempel 2 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en Binomisk fordeling terning 10 ganger? Forventningsverdi Varians og standardavvik 10 Normalfordelingen E(X) = k · P(X = k) Sentralgrense- setningen k=0 Hypotesetesting = 0 · 0,162 + 1 · 0,323 + 2 · 0,291 + 3 · 0,155 + 4 · 0,0543 + 5 · 0,0130 + 6 · 0, 00217 + 7 · 0, 000248 + 8 · 0,0000186 + 9 · 0, 000000827 + 10 · 0, 0000000165 = 1,67
  • 47. Sannsynlighet Eksempel 2 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hvor mange enere kan vi forvente å få dersom vi kaster en Binomisk fordeling terning 10 ganger? Forventningsverdi Varians og standardavvik 10 Normalfordelingen E(X) = k · P(X = k) Sentralgrense- setningen k=0 Hypotesetesting = 0 · 0,162 + 1 · 0,323 + 2 · 0,291 + 3 · 0,155 + 4 · 0,0543 + 5 · 0,0130 + 6 · 0, 00217 + 7 · 0, 000248 + 8 · 0,0000186 + 9 · 0, 000000827 + 10 · 0, 0000000165 = 1,67 Kunne vi ikke også tenke slik: siden det er 1 sannsynlighet 6 for å få en ener ved ett kast (kan forvente ener i 1/6 av alle kast), så kan vi forvente 10/6 ≈ 1,67 enere ved ti kast.
  • 48. Sannsynlighet Eksempel 2 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi E(X) = 1,67 Varians og 0,4 standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  • 49. Sannsynlighet Forventning ved binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Forventning ved binomisk fordelign Binomisk fordeling Dersom X er binomisk fordelt ned sannsynlighet p for Forventningsverdi suksess i hvert delforsøk, så er forventningsverdien gitt ved Varians og standardavvik E(X) = n · p Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 50. Sannsynlighet Forventning ved binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Forventning ved binomisk fordelign Binomisk fordeling Dersom X er binomisk fordelt ned sannsynlighet p for Forventningsverdi suksess i hvert delforsøk, så er forventningsverdien gitt ved Varians og standardavvik E(X) = n · p Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Eksempel Hypotesetesting Dersom vi kaster en mynt 20 ganger og lar X = antall ganger vi får kron, så er X binomisk fordelt med n = 20 og p = 0,5. E(X) = np = 20 · 0,5 = 10
  • 51. Sannsynlighet Eksempel 3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250 Binomisk fordeling kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når Forventningsverdi han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i Varians og tabellen: standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 189 54 12 1 Hypotesetesting P(X = k) 256 256 256 256 Hvor mye bør ett spill koste?
  • 52. Sannsynlighet Eksempel 3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250 Binomisk fordeling kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når Forventningsverdi han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i Varians og tabellen: standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 189 54 12 1 Hypotesetesting P(X = k) 256 256 256 256 Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien?
  • 53. Sannsynlighet Eksempel 3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250 Binomisk fordeling kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når Forventningsverdi han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i Varians og tabellen: standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 189 54 12 1 Hypotesetesting P(X = k) 256 256 256 256 Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien? 189 54 12 1 E(X) = 0 · + 20 · + 50 · + 250 · 256 256 256 256 = 7,54
  • 54. Sannsynlighet Eksempel 3 Tor Espen Kristensen Stokastiske variable En spilleautomat gir gevinster på enten 0, 20, 50 eller 250 Binomisk fordeling kroner. Vi lar X stå for gevinsten en spiller får utbetalt når Forventningsverdi han spiller én gang. Sannsynlighetsfordelingen til X er gitt i Varians og tabellen: standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 189 54 12 1 Hypotesetesting P(X = k) 256 256 256 256 Hvor mye bør ett spill koste? Hva er forventningsverdien? 189 54 12 1 E(X) = 0 · + 20 · + 50 · + 250 · 256 256 256 256 = 7,54 Ett spill bør koste mer enn kr 7,54. Kanskje ti kroner ville være lurt!
  • 55. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen I to klasser var resultatet på en prøve som vist i Stokastiske variable frekvenstabellen under. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og karakter: 1 2 3 4 5 6 standardavvik Normalfordelingen klasse 1: 2 5 3 3 2 5 Sentralgrense- klasse 2: 1 1 5 10 3 0 setningen Hypotesetesting I begge klassene var gjennomsnittet 3,65. 10 6 5 8 4 6 3 4 2 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
  • 56. Sannsynlighet Mål for spredning Tor Espen Kristensen Vi ser at det er større spredning i karakterene i den ene Stokastiske variable klassen i forhold til den andre. Begge har gjennomsnitt på Binomisk fordeling 3,65. Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 57. Sannsynlighet Mål for spredning Tor Espen Kristensen Vi ser at det er større spredning i karakterene i den ene Stokastiske variable klassen i forhold til den andre. Begge har gjennomsnitt på Binomisk fordeling 3,65. Forventningsverdi Varians og Vi kunne regnet ut alle avvikene 3,65 − x og lagt de standardavvik sammen. Men dette ville summert til null! En annen måte er Normalfordelingen å summere alle kvadratavvikene og dele på antall Sentralgrense- observasjoner: setningen Hypotesetesting (3,65 − 1)2 + (3,65 − 1)2 + (3,65 − 2)2 + (3,65 − 2)2 + (3,65 − 2)2 + . . . (3,65 − 6)2 = 3,03 20 Dette fungerer fint og gir et bra mål på spredningen. For den andre klassen blir dette 0,9275. Vi kaller dette tallet for variansen og noterer det Var(X) Merk: I Excel skal du bruke funksjonen VARIANSP() når du skal beregne varians over en hel populasjon.
  • 58. Sannsynlighet Varians Tor Espen Kristensen Stokastiske variable x fi (xi − ¯) x fi · (xi − ¯) x (xi − ¯)2 x Binomisk fordeling Forventningsverdi 1 2 1 − 3, 65 = −2,66 −5,3 (1 − 3, 65)2 Varians og 2 5 2 − 3, 65 = −1,65 −8,25 (2 − 3, 65)2 standardavvik 3 3 3 − 3, 65 = −0,65 −1,95 (3 − 3, 65)2 Normalfordelingen 4 3 4 − 3, 65 = 0, 35 1,05 (4 − 3, 65)2 Sentralgrense- 5 2 5 − 3, 65 = 1,35 2,7 (5 − 3, 65)2 setningen 6 6 6 − 3, 65 = 2,35 11,75 (6 − 3, 65)2 Hypotesetesting Sum: 0
  • 59. Sannsynlighet Varians Tor Espen Kristensen Stokastiske variable x fi (xi − ¯) x fi · (xi − ¯) x (xi − ¯)2 x Binomisk fordeling Forventningsverdi 1 2 1 − 3, 65 = −2,66 −5,3 (1 − 3, 65)2 Varians og 2 5 2 − 3, 65 = −1,65 −8,25 (2 − 3, 65)2 standardavvik 3 3 3 − 3, 65 = −0,65 −1,95 (3 − 3, 65)2 Normalfordelingen 4 3 4 − 3, 65 = 0, 35 1,05 (4 − 3, 65)2 Sentralgrense- 5 2 5 − 3, 65 = 1,35 2,7 (5 − 3, 65)2 setningen 6 6 6 − 3, 65 = 2,35 11,75 (6 − 3, 65)2 Hypotesetesting Sum: 0 n n 1 fi Var(X) = fi · (xi − ¯)2 = x (xi − ¯)2 x n n i=0 i=0 n = P(X = xi ) · (xi − ¯)2 x i=0
  • 60. Sannsynlighet Varians Tor Espen Kristensen Varians Stokastiske variable Binomisk fordeling La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier Forventningsverdi x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert Varians og som standardavvik Normalfordelingen Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm ) Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 61. Sannsynlighet Varians Tor Espen Kristensen Varians Stokastiske variable Binomisk fordeling La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier Forventningsverdi x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert Varians og som standardavvik Normalfordelingen Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm ) Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Finn variansen til følgende sannsynlighetsfordeling: k 0 1 2 1 2 1 P(X = k) 4 4 4
  • 62. Sannsynlighet Varians Tor Espen Kristensen Varians Stokastiske variable Binomisk fordeling La X være en stokastisk variabel med m mulige verdier Forventningsverdi x1 , . . . xm og forventningsverdi µ. Variansen til X er definert Varians og som standardavvik Normalfordelingen Var(X) = (x1 − µ)2 · P(X = x1 ) + . . . + (xm − µ)2 · P(X = xm ) Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Finn variansen til følgende sannsynlighetsfordeling: k 0 1 2 1 2 1 P(X = k) 4 4 4 Her er µ = 1 og 1 2 1 3 Var(X) = (0 − 1)2 · + (1 − 1)2 · + (2 − 1)2 · = 2 4 4 4
  • 63. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 standardavvik 189 54 12 1 P(X = k) 256 256 256 256 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 64. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 standardavvik 189 54 12 1 P(X = k) 256 256 256 256 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Her er µ = 7,54. Hypotesetesting
  • 65. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn variansen til eksempelet med spilleautomaten: Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og Gevinst k (kroner) 0 20 50 250 standardavvik 189 54 12 1 P(X = k) 256 256 256 256 Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Her er µ = 7,54. Hypotesetesting 189 54 12 1 var(X) = (7,54)2 · + (12,46)2 · + (42,46)2 · + (242,56)2 · 256 256 256 256 = 389,1
  • 66. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn variansen til antall enere når du kaster 10 terninger. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 67. Sannsynlighet Oppgave Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn variansen til antall enere når du kaster 10 terninger. Binomisk fordeling 1 Siden dette er et binomisk forsøk med p = 6 i hvert Forventningsverdi delforøk, så vil Varians og standardavvik 1 5 Normalfordelingen E(X) = np = 10 · = Sentralgrense- 6 3 setningen Hypotesetesting Bruker et digitalt verktøy til å regne ut variansen, for eksempel Excel: 10 i 10−i 5 2 10 1 5 Var(X) = i− 3 · i 6 6 i=0 125 25 = 1,388 . . . = = 90 18
  • 68. Sannsynlighet Standardavvik Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Definisjon Binomisk fordeling Vi definerer standardavviket SD(X) til å være kvadratroten Forventningsverdi av variansen: Varians og SD(X) = Var(x) standardavvik Normalfordelingen Ofte blir også den greske bokstaven σ (utales «sigma» – det Sentralgrense- setningen er en liten Σ) brukt om standardavviket. Hypotesetesting
  • 69. Sannsynlighet Varians til binomisk fordeling Tor Espen Kristensen Teorem Stokastiske variable Binomisk fordeling Dersom X er en binomisk fordelt stokastisk variabel med Forventningsverdi sannsynlighet p for suksess i hvert enkeltforsøk og at vi gjør Varians og gjør n slike forsøk. Da gjelder: standardavvik Normalfordelingen E(X) = np Sentralgrense- setningen Hypotesetesting SD(X) = Var(x) = np(1 − p) Kvadratroten av variansen kaller vi for standardavviket til X. Argument for dette
  • 70. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn standardavvik og varians til X = antall enere etter ti Binomisk fordeling kast med en terning. Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 71. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Finn standardavvik og varians til X = antall enere etter ti Binomisk fordeling kast med en terning. Forventningsverdi 1 Her er n = 10 og p = 6 Vi får derfor Varians og standardavvik 1 5 25 Normalfordelingen Var(X) = np(1 − p) = 10 · · = Sentralgrense- 6 6 18 setningen Hypotesetesting Standardavviket er 25 SD(X) = Var(X) = ≈ 1,18 18 Se tidligere eksempel
  • 72. Sannsynlighet Litt mer om fordelinger Tor Espen Kristensen Så langt har vi møtt to spesiell fordelinger. Den ene er Stokastiske variable uniform sannsynlighet (alle utfall er like sannsynlige). Binomisk fordeling Forventningsverdi Eksempel Varians og standardavvik En slik fordeling får vi om vi kaster en terning og lar X = Normalfordelingen antall øyne. Da er P(X = k) = 1 uansett verdi for k. 6 Sentralgrense- setningen Grafisk kan vi illustrere dette slik: Hypotesetesting 0,1 1 2 3 4 5 6
  • 73. Sannsynlighet Litt mer om fordelinger Tor Espen Kristensen En anne type fordeling vi har møtt er binomisk fordeling. Stokastiske variable Denne er gitt ved Binomisk fordeling n k Forventningsverdi P(X = k) = p (1 − p)n−k Varians og k standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- Eksempel setningen Hypotesetesting På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med tre alternativer til hvert oppgave. Kun ett av alternativene er riktig. La X = antall rikige svar en elev får som svarer vilkårlig. Da er X binomisk fordelt med p = 1 og n = 10. 3 Grafisk kan vi illustrere denne binomiske fordelingen slik: 0,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  • 74. Sannsynlighet Normafordelingen Tor Espen Kristensen Noen eksempler Stokastiske variable Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på Binomisk fordeling trærne i en park, vil en finne få meget små blader, Forventningsverdi mange middels og få meget store blader. Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 75. Sannsynlighet Normafordelingen Tor Espen Kristensen Noen eksempler Stokastiske variable Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på Binomisk fordeling trærne i en park, vil en finne få meget små blader, Forventningsverdi mange middels og få meget store blader. Varians og standardavvik Dersom det fiskes 1000 fisker i en fangst og en måler Normalfordelingen vekten av dem, vil en finne få meget små fisk, mange Sentralgrense- setningen middels store og få meget store fisker. Hypotesetesting
  • 76. Sannsynlighet Normafordelingen Tor Espen Kristensen Noen eksempler Stokastiske variable Dersom vi måler lengden og bredden av alle blader på Binomisk fordeling trærne i en park, vil en finne få meget små blader, Forventningsverdi mange middels og få meget store blader. Varians og standardavvik Dersom det fiskes 1000 fisker i en fangst og en måler Normalfordelingen vekten av dem, vil en finne få meget små fisk, mange Sentralgrense- setningen middels store og få meget store fisker. Hypotesetesting Dersom vi måler kropshøyden til 1000 personer, vil noe få være lave, mange middels høye og noen få ganske lange.
  • 77. Sannsynlighet Normafordelingen Tor Espen Kristensen Viser her til eksempelet med fødselsvekt til 500 gutter. Stokastiske variable Binomisk fordeling X = vekten til en nyfødt gutt Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Vekt (i kg) Antall Relativ frekvens Sentralgrense- setningen [1,5, 2,0 2 0,004 Hypotesetesting [2,0, 2,5 4 0,008 [2,5, 3,0 39 0,078 [3,0, 3,5 166 0,332 [3,5, 4,0 179 0,358 [4,0, 4,5 90 0,180 [4,5, 5,0 18 0,036 [5,0, 5,5 2 0,004 Sum 500 1,000
  • 78. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,8 Stokastiske variable 0,7 Binomisk fordeling 0,6 Forventningsverdi 0,5 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 0,1 Vekt i kg Sentralgrense- setningen 1 2 3 4 5 6 Hypotesetesting
  • 79. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,8 Stokastiske variable 0,7 Binomisk fordeling 0,6 Forventningsverdi 0,5 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 0,1 Vekt i kg Sentralgrense- setningen 1 2 3 4 5 6 Hypotesetesting Hva er P(2,5 X < 3,5)?
  • 80. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,8 Stokastiske variable 0,7 Binomisk fordeling 0,6 Forventningsverdi 0,5 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 0,1 Vekt i kg Sentralgrense- setningen 1 2 3 4 5 6 Hypotesetesting Hva er P(2,5 X < 3,5)? Arealet av de mørke søylene er 0,078 + 0,332 = 0,0410.
  • 81. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,7 Stokastiske variable 0,6 Binomisk fordeling 0,5 Forventningsverdi 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 Sentralgrense- 0,1 setningen Vekt i kg Hypotesetesting 1 2 3 4 5 6 7
  • 82. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,7 Stokastiske variable 0,6 Binomisk fordeling 0,5 Forventningsverdi 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 Sentralgrense- 0,1 setningen Vekt i kg Hypotesetesting 1 2 3 4 5 6 7
  • 83. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,7 Stokastiske variable 0,6 Binomisk fordeling 0,5 Forventningsverdi 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 Sentralgrense- 0,1 setningen Vekt i kg Hypotesetesting 1 2 3 4 5 6 7 Funksjonen som passer inn med historgramsøylene kalles fordelingens tetthetsfunksjon. De normalfordelte fordelingene har følgende tetthetsfunksjon: 1 (x−µ)2 f (x) = √ e− 2σ2 σ 2π
  • 84. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen 0,7 Stokastiske variable 0,6 Binomisk fordeling 0,5 Forventningsverdi 0,4 Varians og standardavvik 0,3 Normalfordelingen 0,2 Sentralgrense- 0,1 setningen Vekt i kg Hypotesetesting 1 2 3 4 5 6 7 3,5 P(2,5 < X < 3,5) = f (x) dx 2,5
  • 85. Sannsynlighet Normalfordelingsfunksjonen Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Definisjon Binomisk fordeling Vi ser at en stokastisk variabel X er normalfordelt med Forventningsverdi forventningsverdi µ og standardavvik σ hvis den har Varians og tetthetsfunksjon på formen standardavvik Normalfordelingen 1 (x−µ)2 Sentralgrense- f (x) = √ e− 2σ2 setningen σ 2π Hypotesetesting
  • 86. Sannsynlighet Normalfordelingsfunksjonen Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Definisjon Binomisk fordeling Vi ser at en stokastisk variabel X er normalfordelt med Forventningsverdi forventningsverdi µ og standardavvik σ hvis den har Varians og tetthetsfunksjon på formen standardavvik Normalfordelingen 1 (x−µ)2 Sentralgrense- f (x) = √ e− 2σ2 setningen σ 2π Hypotesetesting Hva tror du følgende integral blir lik? ∞ f (x) dx −∞
  • 87. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f , Stokastiske variable så er Binomisk fordeling Forventningsverdi b Varians og P(a < X < b) = f (x) dx standardavvik a Normalfordelingen Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne. Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 88. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f , Stokastiske variable så er Binomisk fordeling Forventningsverdi b Varians og P(a < X < b) = f (x) dx standardavvik a Normalfordelingen Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne. Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Eksempel I eksempelet med vekten til nyfødte gutter, er µ = 3,62 og σ = 0,50. Bruk normalfordelingsfunksjonen og et digitalt verktøy til å beregne P(2,5 < X < 3,5).
  • 89. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Dersom X er en stokastisk variable med tetthetsfunksjon f , Stokastiske variable så er Binomisk fordeling Forventningsverdi b Varians og P(a < X < b) = f (x) dx standardavvik a Normalfordelingen Slike integraler kan vi bruke digitale verktøy til å beregne. Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Eksempel I eksempelet med vekten til nyfødte gutter, er µ = 3,62 og σ = 0,50. Bruk normalfordelingsfunksjonen og et digitalt verktøy til å beregne P(2,5 < X < 3,5). Normalfordelingsfunksjonen blir 1 (x−µ)2 1 2 2 f (x) = √ e− 2σ2 = √ e−(x−3,62) /(2·0,50 ) σ 2π 2π · 0,50
  • 90. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Vi skal finne Stokastiske variable 3,5 1 2 2 Binomisk fordeling √ e−(x−3,62) /(2·0,50 ) dx Forventningsverdi 2,5 2π · 0,50 Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 91. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Vi skal finne Stokastiske variable 3,5 1 2 2 Binomisk fordeling √ e−(x−3,62) /(2·0,50 ) dx Forventningsverdi 2,5 2π · 0,50 Varians og standardavvik I GeoGebra kan du skrive inn funksjonen. Husk parenteser Normalfordelingen her og der! Bruk så kommandoen integral[f, 2.5, 3.5] og få Sentralgrense- setningen 0,393 ≈ 0,4. Hypotesetesting
  • 92. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 93. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik √ Normalfordelingen Vi har µ = 100 og σ = 225 = 15. Vi skal altså finne Sentralgrense- setningen ∞ 1 2 Hypotesetesting P(X 130) = √ e−(x−100) /(2·225) dx 130 2π · 15
  • 94. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik √ Normalfordelingen Vi har µ = 100 og σ = 225 = 15. Vi skal altså finne Sentralgrense- setningen ∞ 1 2 Hypotesetesting P(X 130) = √ e−(x−100) /(2·225) dx 130 2π · 15 GeoGebra gir oss at dette blir 0,0228 ≈ 0,023. Merk: Du kan ikke sette inn ∞ i GeoGebra. Du må velge passe stort tall. F.eks. 1000.
  • 95. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Sannsynlighet i normalfordeling Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 96. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Sannsynlighet i normalfordeling Stokastiske variable Binomisk fordeling Dersom vi har en stokastisk variabel X med forventning µ Forventningsverdi og standardavvik σ, så kan vi la Varians og standardavvik G(z) = P(X < µ + zσ) Normalfordelingen Sentralgrense- Det viser seg at dersom X er normalfordelt, så er denne setningen Hypotesetesting funksjonen kun er avhengig av z (og ikke σ og µ.)
  • 97. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen X−µ Dersom vi nå skifter ut X med Z = σ , så vil Stokastiske variable Binomisk fordeling P(X < µ + zσ) = P(Z < z) Forventningsverdi Varians og standardavvik Den nye variabelen Z blir normalfordelt med Normalfordelingen forventningsverdi E(Z) = 0 og standardavvik SD(Z) = 1. Sentralgrense- Tetthetsfunksjonen til Z blir derfor: setningen Hypotesetesting 1 2 f (z) = √ e−z /2 2π
  • 98. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen X−µ Dersom vi nå skifter ut X med Z = σ , så vil Stokastiske variable Binomisk fordeling P(X < µ + zσ) = P(Z < z) Forventningsverdi Varians og standardavvik Den nye variabelen Z blir normalfordelt med Normalfordelingen forventningsverdi E(Z) = 0 og standardavvik SD(Z) = 1. Sentralgrense- Tetthetsfunksjonen til Z blir derfor: setningen Hypotesetesting 1 2 f (z) = √ e−z /2 2π Vi har med andre ord: z P(X < µ + zσ) = P(Z < z) = f (z) dz −∞ Dette intergralet finner vi verdien av ved å bruke tabellen på side 214.
  • 99. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 100. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik X−µ X−100 Normalfordelingen Vi lar Z = σ = 15 . Da vil Sentralgrense- setningen Hypotesetesting X > 130 ⇔ Z>2
  • 101. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik X−µ X−100 Normalfordelingen Vi lar Z = σ = 15 . Da vil Sentralgrense- setningen Hypotesetesting X > 130 ⇔ Z>2 Det vil si P(X > 130) = P(Z > 2)
  • 102. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Gjennomsnittlig IQ i befolkningen er 100 og en regner med Binomisk fordeling at variansen er lik 225. For å bli medlem i Mensa må du ha Forventningsverdi en IQ på 130 eller mer. Hva er sannsynligheten for at en Varians og tilfeldig valgt person kan bli medlem i Mensa? standardavvik X−µ X−100 Normalfordelingen Vi lar Z = σ = 15 . Da vil Sentralgrense- setningen Hypotesetesting X > 130 ⇔ Z>2 Det vil si P(X > 130) = P(Z > 2) = 1 − P(Z 2) Vi slår opp i tabellen på side 214 og finner at P(Z 2) = 0,9772. Derfor blir P(X > 130) = 1 − 0,9772 = 0,0228 ≈ 2%
  • 103. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for at en tilfeldig valgt person har Binomisk fordeling en IQ mellom 90 og 110? Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 104. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable Hva er sannsynligheten for at en tilfeldig valgt person har Binomisk fordeling en IQ mellom 90 og 110? Forventningsverdi Varians og standardavvik 90 < X < 110 ⇔ −0,67 < Z < 0,67 Normalfordelingen Sentralgrense- Finner P(Z < −0,67) og P(Z < 0,67). Da er setningen Hypotesetesting P(−0,67 < Z < 0,67) = P(Z < 0,67) − P(Z < −0,67) Tabellen gir oss P(Z < −0,667) = 0,2514 P(Z < 0,667) = 0,7486 Derfor blir P(−0,67 < Z < 0,67) = 0,7486 − 0,2514 = 0,4972 ≈ 50%
  • 105. Sannsynlighet Tor Espen Normalfordeling med digitale verktøy Kristensen Excel: Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 106. Sannsynlighet Tor Espen Normalfordeling med digitale verktøy Kristensen GeoGebra: Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 107. Sannsynlighet Tor Espen Normalfordeling med digitale verktøy Kristensen TI-InerActive!: Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 108. Sannsynlighet Tor Espen Normalfordeling med digitale verktøy Kristensen wxMaxima: Stokastiske variable Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 109. Sannsynlighet Normalfordeling Tor Espen Kristensen Eksempler på bruk av tabellen Stokastiske variable Eksempler av typen P(a < X < b). Binomisk fordeling Forventningsverdi Eksempler på bruk av GeoGebra og Excel Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 110. Sannsynlighet Sentralgrensesetningen Tor Espen Kristensen Sentralgrensesetningen Stokastiske variable Binomisk fordeling Dersom X1 , X2 , . . . , Xn er uavhengige og identisk fordelte Forventningsverdi stokastiske variable med forventning µ og standaravvik σ, Varians og så er standardavvik X = X1 + X2 + . . . + Xn Normalfordelingen Sentralgrense- setningen tilnærmet normalfordelt med forventningsverdi E(X) = nµ √ Hypotesetesting og standardavvik SD(X) = nσ. Denne tilnærmingen blir bedre dess større n er.
  • 111. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen La oss se på eksempelet der vi ser på vekten av Stokastiske variable guttebabyer. La Xi være vekten til barn nr i som ble født et Binomisk fordeling år. Vi kan da anta at X1 , X2 ,. . . alle er uavhengig av hverandre Forventningsverdi med forventning µ = 3,62 og σ = 0,50. Varians og standardavvik 100 Normalfordelingen X= Xi Sentralgrense- setningen i=1 Hypotesetesting er da tilnærmet normalfordelt med forventning √ E(X) = 100 · 3,62 = 362 og standardavvik 100 · 0,50 = 5,0.
  • 112. Sannsynlighet Tor Espen Begrunnelse for forventningen og Kristensen standardavviket Stokastiske variable La X1 , X2 , . . . , Xn være uavhengige stokastiske variable og Binomisk fordeling Forventningsverdi X = X1 + X2 + . . . + Xn . Da blir Varians og n standardavvik Normalfordelingen E(X) = xi P(X = xi ) Sentralgrense- i=1 setningen n Hypotesetesting = (xi P(X1 + X2 + . . . + Xn = xi )) i=1 n = (xi P(X1 = xi ) + . . . + xi P(Xn = xi )) i=1 n n = xi P(X1 = xi ) + . . . + xn P(Xn = xn ) i=1 i=1 = µ + µ + . . . + µ = nµ
  • 113. Sannsynlighet Tor Espen Begrunnelse for forventningen og Kristensen standardavviket Stokastiske variable Tilsvarende får vi: Binomisk fordeling n Forventningsverdi Varians og Var(X) = (xi − µ)2 P(X = xi ) standardavvik i=1 Normalfordelingen n Sentralgrense- = (xi − µ)2 P(X1 + . . . + Xn = xi ) setningen i=1 Hypotesetesting n = (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xi − µ)2 P(Xn = xi )) i=1 n n = (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xn − µ)2 P(Xn = xi ) i=1 i=1 2 2 2 2 = σ + σ + . . . + σ = nσ
  • 114. Sannsynlighet Tor Espen Begrunnelse for forventningen og Kristensen standardavviket Stokastiske variable Tilsvarende får vi: Binomisk fordeling n Forventningsverdi Varians og Var(X) = (xi − µ)2 P(X = xi ) standardavvik i=1 Normalfordelingen n Sentralgrense- = (xi − µ)2 P(X1 + . . . + Xn = xi ) setningen i=1 Hypotesetesting n = (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xi − µ)2 P(Xn = xi )) i=1 n n = (xi − µ)2 P(X1 = xi ) + . . . + (xn − µ)2 P(Xn = xi ) i=1 i=1 2 2 2 2 = σ + σ + . . . + σ = nσ √ √ Dette gir oss SD(X) = Var(X) = nσ2 = nσ
  • 115. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen I stede for å se på summen av variablene Stokastiske variable (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet: Binomisk fordeling Forventningsverdi 1 X= (X1 + X2 + . . . + Xn ) Varians og n standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 116. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen I stede for å se på summen av variablene Stokastiske variable (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet: Binomisk fordeling Forventningsverdi 1 X= (X1 + X2 + . . . + Xn ) Varians og n standardavvik Normalfordelingen Da sier sentralgrensesetningen at X er tilnærmet Sentralgrense- setningen normalfordelt med Hypotesetesting σ E(X) = µ og SD(X) = √ n
  • 117. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen I stede for å se på summen av variablene Stokastiske variable (X1 + X2 + . . . + Xn ), kan vi ser på gjennomsnittet: Binomisk fordeling Forventningsverdi 1 X= (X1 + X2 + . . . + Xn ) Varians og n standardavvik Normalfordelingen Da sier sentralgrensesetningen at X er tilnærmet Sentralgrense- setningen normalfordelt med Hypotesetesting σ E(X) = µ og SD(X) = √ n I eksempelet med vekten til de nyfødte guttene får vi 0,5 E(X) = 3,65 og SD(X) = √ = 0,05 100
  • 118. Sannsynlighet Tor Espen Sentralgrensesetningen og binomiske Kristensen fordelinger Stokastiske variable La X være binomisk fordelt og anta av vi gjør forsøket n Binomisk fordeling Forventningsverdi ganger. Da vil X være tilnærmet normalfordelt med Varians og standardavvik √ E(X) = np og SD(X) = nσ = np(1 − p) Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Her kan vi tenke oss at vi deler X opp i X1 , X2 , . . . , Xn , der Hypotesetesting Xi = 1 dersom vi har suksess i forsøk nr i og 0 ellers. Da har alle Xi samme forventning µ = p og standardavvik σ = 1 · p(1 − p) = p(1 − p)
  • 119. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable La oss se på eksempelet med frø som spirer. Det er 70% Binomisk fordeling sannsynlighet for at et frø skal spire. Dersom vi sår 100 frø. Forventningsverdi Hva er da sannsynligheten for at høyst 60 spirer? Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 120. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable La oss se på eksempelet med frø som spirer. Det er 70% Binomisk fordeling sannsynlighet for at et frø skal spire. Dersom vi sår 100 frø. Forventningsverdi Hva er da sannsynligheten for at høyst 60 spirer? Varians og standardavvik Vi kan se på dette som 100 uavhengige delforsøk med X lik Normalfordelingen summen av antall frø som spirer i hvert delforsøk. Vi får da Sentralgrense- setningen E(X) = 100 · 0,70 = 70 Hypotesetesting √ SD(X) = 100 · 0,70 · 0,30 = 4,58 60 − 70 P(X < 60) = P(Z < ) = P(Z < −2,18) 4,58 = 0,0146
  • 121. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med 3 alternativer Binomisk fordeling på hvert spørsmål. Ole svarer helt vilkårlig. Hva er Forventningsverdi sannsynligheten for å få minst 4 rette? Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 122. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Stokastiske variable På en flervalgsprøve er det 10 oppgaver med 3 alternativer Binomisk fordeling på hvert spørsmål. Ole svarer helt vilkårlig. Hva er Forventningsverdi sannsynligheten for å få minst 4 rette? Varians og standardavvik Vi lar X være antall riktige svar Ole får. Da er X binomsik Normalfordelingen fordelt og sentralgrensesetningen sier at X er tilnærmet Sentralgrense- setningen normalfordelt. Hypotesetesting 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 −1 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • 123. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 1 Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 · 3 = 3,33 og Stokastiske variable 1 2 SD(X) = 10 · 3 · 3 ≈ 1,49. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og standardavvik Normalfordelingen Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 124. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 1 Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 · 3 = 3,33 og Stokastiske variable 1 2 SD(X) = 10 · 3 · 3 ≈ 1,49. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og 4 − 3,33 standardavvik P(X > 4) = P(Z > ) = P(Z > 0,44) Normalfordelingen 1,49 Sentralgrense- = 1 − 0,6736 ≈ 32% setningen Hypotesetesting
  • 125. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 1 Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 · 3 = 3,33 og Stokastiske variable 1 2 SD(X) = 10 · 3 · 3 ≈ 1,49. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og 4 − 3,33 standardavvik P(X > 4) = P(Z > ) = P(Z > 0,44) Normalfordelingen 1,49 Sentralgrense- = 1 − 0,6736 ≈ 32% setningen Hypotesetesting Hva om vi hadde brukt Excel til å regne dette ut?
  • 126. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 1 Vi har et binomisk forsøk med E(X) = 10 · 3 = 3,33 og Stokastiske variable 1 2 SD(X) = 10 · 3 · 3 ≈ 1,49. Binomisk fordeling Forventningsverdi Varians og 4 − 3,33 standardavvik P(X > 4) = P(Z > ) = P(Z > 0,44) Normalfordelingen 1,49 Sentralgrense- = 1 − 0,6736 ≈ 32% setningen Hypotesetesting Hva om vi hadde brukt Excel til å regne dette ut? 1-BINOM.FORDELING(3;10;1/3;1) gir oss 44,07 prosent.
  • 127. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Hva om vi regnet ut P(X > 3,5)? Stokastiske variable 0,25 Binomisk fordeling 0,20 0,15 Forventningsverdi 0,10 Varians og 0,05 standardavvik Normalfordelingen −1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sentralgrense- setningen Hypotesetesting
  • 128. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Hva om vi regnet ut P(X > 3,5)? Stokastiske variable 0,25 Binomisk fordeling 0,20 0,15 Forventningsverdi 0,10 Varians og 0,05 standardavvik Normalfordelingen −1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Sentralgrense- setningen 3,5 − 3,33 Hypotesetesting P(X > 3,5) = P(Z > ) 1,49 ≈ P(Z > 0,11) = 1 − 0, 5438 = 45, 62%
  • 129. Sannsynlighet Tor Espen Når er binomsik fordeling tilnærmet Kristensen normalfordelt? Stokastiske variable Det viser seg at en binomisk fordeling er tilnærmet Binomisk fordeling Forventningsverdi normalfordelt dersom Varians og np > 5 og standardavvik Normalfordelingen n(1 − p) > 5 Sentralgrense- En annen måte å avgjøre om X er tilnærmet normalfordelt setningen Hypotesetesting er å se på np(1 − p). Dette produktet må være minst lik 10 og p må ikke være for nær 0 eller 1.
  • 130. Sannsynlighet Tor Espen Når er binomsik fordeling tilnærmet Kristensen normalfordelt? Stokastiske variable Det viser seg at en binomisk fordeling er tilnærmet Binomisk fordeling Forventningsverdi normalfordelt dersom Varians og np > 5 og standardavvik Normalfordelingen n(1 − p) > 5 Sentralgrense- En annen måte å avgjøre om X er tilnærmet normalfordelt setningen Hypotesetesting er å se på np(1 − p). Dette produktet må være minst lik 10 og p må ikke være for nær 0 eller 1. I eksempelet med flervalgsprøven er np = 10 · 1 = 3,33 og 3 n(1 − p) = 6,67. Vi har derfor ikke noen garanti for at normalfordelingen er en så god tilnærming.
  • 131. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir Stokastiske variable friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny Binomisk fordeling medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50 Forventningsverdi friske. Varians og standardavvik Spørsmål: Normalfordelingen Sentralgrense- Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn setningen den gamle? Hypotesetesting
  • 132. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir Stokastiske variable friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny Binomisk fordeling medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50 Forventningsverdi friske. Varians og standardavvik Spørsmål: Normalfordelingen Sentralgrense- Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn setningen den gamle? Hypotesetesting Det blir for enkelt å kun regne ut 50 ≈ 71, 4% og ut fra 70 dette slutte at den nye medisinen er bedre. Hvorfor det?
  • 133. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen 60 prosent av pasientene som tar et visst medikament blir Stokastiske variable friske. Et konkurrerende legemiddelfirma lager en ny Binomisk fordeling medisin og tester denne på 70 pasienter. Av disse blir 50 Forventningsverdi friske. Varians og standardavvik Spørsmål: Normalfordelingen Sentralgrense- Kan vi med sikkerhet si at den nye medisinen er bedre enn setningen den gamle? Hypotesetesting Det blir for enkelt å kun regne ut 50 ≈ 71, 4% og ut fra 70 dette slutte at den nye medisinen er bedre. Hvorfor det? Vi snur litt på spørsmålet: Hva er sannsynligheten for minst 50 av 70 blir friske dersom den nye medisinen er like god som den gamle?
  • 134. Sannsynlighet Eksempel Tor Espen Kristensen Vi lar Stokastiske variable Binomisk fordeling X = antall pasienter av 70 som blir frisk med gamle medisin Forventningsverdi Varians og Da er X binomisk fordelt (hvorfor det?) med p = 0, 60. Vi får standardavvik Normalfordelingen P(X 50) = 1 − P(X 49) = 3, 2% Sentralgrense- setningen Hypotesetesting Vi ser at det er 3,2 prosent sannsynlig for at noe slikt skal skje! Det er ganske liten sannsynlighet!